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Definition Was ist Hyperthreading?

Von Blue Floyd 2 min Lesedauer

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Durch Hyperthreading können moderne CPUs ihre Leistung abhängig vom Anwendungszweck deutlich verbessern. Einzug in Computerprozessoren hielt die Technik im Jahr 2002, heute ist sie fester Bestandteil der meisten neu veröffentlichten CPUs.

Grundlagenwissen zum IT-Business(Bild: © adiruch na chiangmai - Fotolia.com)
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Früher besaßen CPUs einen Kern, der eine Aufgabe bearbeiten konnte. Soll eine zweite Aufgabe zur selben Zeit bearbeitet werden, ist dies nicht möglich, da der Prozessor bereits mit der Berechnung der ersten Aufgabe ausgelastet ist. Durch diese strikte, nicht parallelisierte Bearbeitung von Aufgaben können Leistungseinbußen entstehen. Laienhaft vergleichbar wäre dies mit einer einspurigen Straße und einer vierspurigen Autobahn: Letztere erlaubt wesentlich mehr Verkehr in derselben Zeit.

Hyperthreading fügt jedem CPU-Kern die Möglichkeit hinzu, sich in zwei virtuelle Kerne "aufzuspalten". Ein einziger CPU-Kern kann somit zwei Aufgaben gleichzeitig berechnen, was ein großer Vorteil sein kann. Anwendungen, die sich gut parallelisieren lassen, profitieren demnach stark von Hyperthreading. Die beiden virtuellen Kerne nutzen dabei nur die Ressourcen des physisch existenten Kerns. Es handelt sich daher eher um eine Aufspaltung von Ressourcen als eine Verdopplung.

Wie verbreitet ist Hyperthreading?

Praktisch alle modernen CPUs nutzen die Technologie, die erstmals 2002 in Intels Xeon- und anschließend Pentium-CPUs eingeführt wurde. Ein AMD Ryzen 9 7950X besitzt beispielsweise 16 CPU-Kerne, die 32 Threads bearbeiten können. Gelegentlich wird dadurch werbewirksam auf eine Leistung "so gut wie 32 Kerne" hingewiesen, was aber technisch nicht korrekt ist. Während die Technik zu Beginn noch ein Durchbruch war, auf den in Marketingmaterial häufig hingewiesen wurde, ist Hyperthreading heute der Standard, der nicht mehr explizit erwähnt wird.

Vor- und Nachteile von Hyperthreading

Den größten Leistungszuwachs verzeichnen Anwendungen, die sich sehr gut parallelisieren lassen. Dazu zählen beispielsweise das Encoding und Decoding von Videoinhalten, umfangreiche Bildbearbeitungen, Abfragen von Datenbanken oder auch zahlreiche wissenschaftliche Simulationen.

Bestimmte moderne Spiele, die viele CPU-Kerne voraussetzen, können ebenfalls davon profitieren. Anwendungen müssen jedoch explizit mehrere Kerne oder virtuelle Kerne nutzen können. Andernfalls hat Hyperthreading durch sein bloßes Vorhandensein keinen positiven Einfluss auf die Leistung.

Hyperthreading besitzt außerdem einige wenige, in der Praxis selten relevante Nachteile. Oft erhöht Hyperthreading die Wärmeentwicklung, was bei unzureichenden Kühlsystemen Stabilitätsprobleme verursachen kann. Durch die Komplexität in der Fertigung kann sich außerdem der Preis der CPUs erhöhen. Anwendungen, die nur auf einen einzigen Kern setzen, können sogar langsamer laufen, da durch die Bearbeitung mehrerer Threads Overhead entstehen kann, der die Leistung beeinträchtigt.

In der Regel überwiegen die Vorteile von Hyperthreading jedoch deutlich, weshalb CPUs heute nicht mehr darauf verzichten.

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