Alder Lakeファミリーの出現は、真の競争に飢えているプロセッサーの世界全体を揺るがしました。新しいチップは、すべての点で以前のチップよりも優れています。最新の技術プロセスに切り替え、顕著なマイクロアーキテクチャの改善を受け、コンピューティングコアの数を増やし、さらには熱放散に関連する改善も受けました。しかし、それだけではありません。 Alder Lakeは、処理コアの数が2倍になり、パフォーマンスが飛躍的に向上したことに加えて、長い間詳細に対処しなければならない膨大な数の新機能をもたらしました。 2つのタイプのコンピューティングコアとハイブリッド構造、DDR5とPCIe 5.0のサポート-これらはイノベーションのリストの最初の行にすぎず、各項目について個別の調査を行う必要があります。そして、私たちは確かにそのような研究を行いますが、ハードウェアではなくソフトウェアという少し異なる側面から新しいインテルプラットフォームを使用することのニュアンスを研究し始めたいと思います。
AlderLakeファミリーの上級代表であるCorei9-12900Kプロセッサの最初のテストは、新しいオペレーティングシステムWindows 11で実行されました。一見したところ、これは論理的な選択です。ハードウェアプラットフォームを更新した多くのユーザーは確かにソフトウェア環境を更新したいと考えています。AlderLakeのようなWindows11は、この秋最も人気のある新製品の1つです。さらに、Intelは新しいオペレーティングシステムの使用を直接推進しており、スケジューラーの作業における特別な最適化について話し合っています。同社のレトリックによると、Windows11はAlderLakeを使用するためのほぼ前提条件であると考えることもできます。これは、このオペレーティングシステムのみが、さまざまなタイプのプロセッサコア間でスレッドを正しく分散することを保証するThreadDirectorテクノロジのサポートが約束されているためです。 。
ただし、別の立場があります。 Steamの統計によると、オペレーティングシステムのWindows 11は現在ゲームシステムの2%未満で使用されていますが、ほとんどのゲーマーはWindows 10を好みます。そのシェアは90%弱です。つまり、新しいOSへの移行は始まったばかりであり、その速度はこれまでのところ、その大量採用に関する予測を行うことができないだけでなく、現実の世界でAlderLakeをベースにしたコンピューターがより頻繁に機能するという確固たる自信を与えています。 Windows10で。
したがって、Corei9-12900KのテストをWindows11でのみ制限することは誤りであり、そのパフォーマンスのテストはWindows 10で繰り返す必要があります。さらに、この場合のテスト結果は確かに異なります。そして、これはAlder Lakeだけでなく、Windows10スケジューラーがWindows11スケジューラーよりもはるかに馴染みのないハイブリッド機能を備えています。あなたは例のために遠くまで行く必要はありません。 Windows 11のリリースから過去2か月間、AMDとMicrosoftのエンジニアは、Ryzenの少なくとも2つの問題を急いで修正する必要がありました。スケジューラー。当然、これらの問題が唯一の問題であるという保証はありません。これは、Windows11の相対的なCPUパフォーマンスの違いを説明することもできます。
ただし、この記事で最も注目される中心的な質問は、AlderLakeとWindows10の互換性に関するものです。第12世代コアプロセッサの発表直前にThreadDirectorテクノロジについて学んだことから、次のようになりました。これらは新しいOSで動作しますが、古いOSとはまったく同じではありません。そのため、Windows 10では、さまざまなプログラム(主にゲーム)のパフォーマンスと操作不能の両方であらゆる種類の重複が予想されます。したがって、次のストーリーの主なストーリーは、Windows10とWindows11でのCorei9-12900Kの作業の実際的な比較になります。
もう一度スレッドディレクターについて:
AlderLakeプロセッサに関するWindows10に対するWindows11の基本的な利点は、新しいOSがThread Directorテクノロジに精通しており、そのスケジューラがこのテクノロジの機能を使用して、さまざまなタイプを含むプロセッサコア間で負荷を分散することです。簡単に言うと、Windows 10では、さまざまな種類のカーネルを使用したスケジューラーの作業は、パフォーマンスデータのみに基づいていますが、Windows11ではすべてがより複雑です。その中で、スケジューラーは速度によってコアを区別するだけでなく、プロセッサーからのフィードバックも受け取ります。実行可能コードのタイプに関するインタラクティブな情報と、コアの状態、現在の温度、およびエネルギー消費に関する情報です。
低レベルでは、Thread Directorは、Alder Lakeに組み込まれたマイクロコントローラーであり、ナノ秒の解像度でプロセッサーコアの機能に関するデータを収集し、分析して、ミリ秒の解像度でオペレーティングシステムスケジューラに転送します。マイクロコントローラーが処理するテレメトリは、各コアの熱状態と消費量に加えて、実行されている命令のタイプに関する情報を含むそれらの負荷インジケーターです。このような収集されたデータのセットにより、最終的に、特定のプロセスを生産性の高いコア(Pコア)からエネルギー効率の高いコア(Eコア)に、またはその逆に移動することの妥当性について、情報に基づいた決定を下すことができます。
共同作業の過程で、ThreadDirectorとWindows11スケジューラーは、すべての実行可能プロセスを3つの基本クラスに細分化します。バックグラウンド、つまり、実行速度がプロセッサーのパフォーマンスに依存しないプロセス。通常のフォアグラウンドプロセス。特定のAVX命令のセットを使用するリソースを大量に消費するプロセス。 Windows 11のスケジューラーの一般的なロジックは、バックグラウンドプロセスまたはデータの到着を待機するためにほとんどの時間を費やすプロセスがEコアに送信され、パフォーマンスが非常に重要なプロセスがPコアに送信されるというものです。同時に、AVX命令を使用するプロセスの優先度が高いと見なされ、プロセッサには空きPコアがないため、要求の少ないスレッドがEコアにプッシュされます。
このようなスレッドのクラスへの分割は、Windows 10スケジューラーでは利用できません。スレッドの詳細については何も知らず、CPU時間をより多く消費するスレッドをより生産的なコアに送信するだけです。リソースを大量に消費するマルチスレッドアプリケーションのパフォーマンスについて言えば、Windows10とWindows11で明らかに同じになります。ただし、複雑なワークロードシナリオでは、Windows 11に実装されたより応答性の高いスケジューリング戦略が、タスクの実行速度にプラスの影響を与える可能性があります。しかし、スレッドディレクターの最も重要な利点は、エネルギー効率の面にあります。 Windows 11スケジューラーは、プロセッサーから最大のパフォーマンスを得るだけでなく、Eコアを使用して可能な限り(ただしパフォーマンスを犠牲にすることなく)最小のエネルギー消費でそれを実行するという課題に直面しています。同時に、Windows 10では、消費電力の問題はまったく考慮されていません。
ただし、Windows 11でも、スレッドディレクターテクノロジが補助ツールの役割を果たしていることを理解する必要があります。 OSスケジューラは、スレッド管理でスレッドディレクターによって提供された推奨事項に従う必要はありません。たとえば、実行中のプロセスの優先順位が異なる場合や、ユーザーがスレッドディレクターの観点から優先順位ではないアプリケーションをデスクトップにデプロイしている場合、これらは考慮されない場合があります。ただし、Windows 11のハードウェアとOS間の低レベルの相互作用により、AlderLakeハイブリッドアーキテクチャがより有利になります。
Alder Lakeの消費電力:Windows11とWindows10:
そのため、Windows 11スケジューラーは、スレッドディレクターとともに、効率を求めて戦っています。言い換えれば、これはすべて非常に論理的に聞こえます。実行可能スレッドの現在の要求が何であるかを知っていると、新しいオペレーティングシステムのスケジューラーは、より単純なマイクロアーキテクチャとより低い周波数を持つEコアに要求の厳しいプロセスを送信できます。そして、これで結果が得られるかどうかを簡単に確認できます。異なるOSで同じタスクを実行するときのAlderLakeの消費量を確認するだけです。
実験には、32 GBDDR5-4800を搭載したCorei9-12900Kプロセッサをベースにしたシステムを使用し、Windows10とWindows11の同じシナリオで消費電力を読み取りました。最初のチェックはCinebenchR23でのレンダリングでした。 。このタスクは、使用可能なすべてのカーネルにレンダリング作業がロードされるという事実によって特徴付けられます。つまり、スレッドディレクターは何も助けない可能性があります。スケジューラーは、プロセッサーの使用可能な24に従って、アプリケーションによって作成された24のスレッドを割り当てるだけです。コア(仮想コアを含む)。
ただし、この画像は常に観察されるわけではありません。 Windows10とWindows11ではAlderLakeの動作に大きな違いがある場合が多くあります。最も一般的なのはゲームです。最新のゲームアプリケーションは負荷を並列化しようとし、それらの多くはかなりの数のスレッドを作成します。ただし、これらのストリームの特異性は、ほとんどが等しくないことです。通常、1つまたは2つのストリームがプレゼンターの役割を果たしますが、残りは補助的な性質のものであり、必要に応じて2次計算を実行するか、プレーヤーの反応やその他のイベントを待ちます。そして、これはThreadDirectorとWindows11Schedulerが全力で展開できる完璧な基盤です。
例として、マルチスレッドを積極的に使用し、利用可能なすべての16個の仮想コアを8コアプロセッサに簡単にロードするゲームHorizon ZeroDawnを取り上げました。また、テストで示されているように、さまざまなオペレーティングシステムでのCorei9-12900Kの消費量は異なります。
Horizon ZeroDawnでのテスト実行中のCorei9-12900Kの平均消費量は、Windows11で103W、Windows10で109Wでした。つまり、スレッドディレクターテクノロジは、コア間のスレッドの正確な配置により、達成できます。約6%の節電。
しかし、タスクマネージャーを調べると、さらに興味深い画像を見ることができます。 Windows 11では、ゲーム中のプロセッサの負荷も低く、かなりの量の10%です。
ここで、最新のオペレーティングシステムに示されているメトリック「プロセッサ負荷」は実際にはそうではないことを思い出してください。実際、OSは、プロセッサが作業に費やした相対時間を表示しませんが、異なる値、つまり「非アイドル時間」、つまり、プロセッサがによって作成された特別なアイドルスレッドの外部で費やした相対時間を表示します。スケジューラー。これは、実行中のスレッドが終了せずにアイドル状態で、一部のデータが受信されるのを待っているアイドルプロセスが、タスクマネージャーの読み取り値で単純なものではなく負荷として解釈されることを意味します。したがって、Windows 11のCPU使用率が低いからといって、作業量が少なくなるわけではありません。スレッドディレクターから、実際にプロセッサリソースを使用していて、データを待機しているスレッドに関する情報を受け取るだけで、スケジューラはアイドル状態のスレッドをEコアにパックし、Pコアを実際の計算負荷に解放することができます。
ユーザーにとって、これは、Alder Lakeプロセッサに基づくシステムでは、Windows 11を使用すると効率が向上するだけでなく、一般にマルチスレッドの実装も向上することを意味します。
Horizon Zero Dawnは、Corei9-12900KがWindows11でより低い消費電力を示す唯一のゲームとはほど遠いです。他の多くのアプリケーションでも同様の状況が見られます。たとえば、次のグラフは、別のゲームアプリケーションであるシャドウオブザトゥームレイダーの2つのOSバージョンでの古いアルダーレイクの消費量を示しています。
また、同じことですが、ここでのみ平均消費量の差はすでに約9 Wです。つまり、Windows11とThreadDirectorテクノロジを使用すると、プロセッサの消費量がほぼ10%削減されます。
ただし、Windows11でAlderLakeの消費量が少ない場合の状況は、100%の状況では発生しません。反対の例もあります。特に、MicrosoftOfficeスイートのアプリケーションでの通常の事務作業です。 Procyon Office Productivityテストスクリプトを使用して、Word、Excel、PowerPoint、およびOutlookでユーザーの日常業務をシミュレートしました。そして、それが実行されたとき、予想に反して、Windows11でのCorei9-12900Kに基づくプラットフォームの消費量は、同じプラットフォームの消費量を上回りましたが、Windows10では数ワットでした。
一見、これは非常に奇妙な結果です。オフィスアプリケーションは、エネルギー効率の高いコアで実行できるワークロードの明らかな例であり、消費電力を削減できるからです。実際には、Windows11のCorei9-12900Kの平均消費量はWindows10よりも1〜2 W高いことがわかります。しかし、この現象の簡単な説明もあります。キーは、の消費量に対応する曲線の変位を示唆しています。グラフの右側にある、Windows10とWindows11の相対的な相対関係。これは、Windows 11では、オフィスアプリケーションの実行速度が速くなり、消費電力が増加するためです。
言い換えれば、Windows 11のもう1つの利点がここで明らかになります。このOSは、Intelハイブリッドプロセッサアーキテクチャの特性に完全に精通しているため、さまざまなタイプのコアで混乱することはなく、一部のアプリケーションはより高い性能を発揮します。その中でのパフォーマンス。特に、Windows11でのProcyonOffice Productivity Officeスクリプトの実行速度はWindows 10よりも約9%速かった。これは、異なるオペレーティングシステムでのCore i9-12900Kのパフォーマンスが実際に異なることを意味し、この問題は別の価値があります。議論。
Windows 11および仮想化ベースのセキュリティ(VBS):
ただし、テスト結果に切り替える前に、テスト結果に直接影響する1つのWindows 11セキュリティ設定(仮想化ベースのセキュリティ(VBS))に注意を払う必要があります。アラームレポートによると、このオプションはゲームのパフォーマンスを簡単に損なう可能性があり、場合によってはデフォルトで有効になっています。
VBS、つまり「仮想化ベースのセキュリティ」により、Windows 11は、オペレーティングシステム自体やその脆弱性など、潜在的に安全でないコードから完全に分離された、ミッションクリティカルなアプリケーション用の安全なメモリエンクレーブを作成できます。さらに、別の組み込みのセキュリティ機能であるハイパーバイザー強制コード整合性(HVCI)は、VBSに基づいて機能し、署名されていない、または疑わしいドライバーやソフトウェアがシステムメモリ領域に入るのを防ぎます。 VBSとHVCIの機能は、既存のウイルス対策保護をバイパスできる場合でも、OSと機密ユーザーデータをマルウェアから保護することを目的としています。
VBSとHVCIはWindows10でアクティブ化できましたが、これらの機能は常に最初は無効にされていました。 Windows 11のリリースにより、Microsoftはセキュリティ標準を強化し、一部のシステムでVBSとHVCIを自動的に有効にするようになりました。まず第一に、これはWindows11がコンピューターに最初からインストールされている場合に当てはまります。クリーンインストールでは、BIOSを介して仮想化が無効にされていない限り、セキュリティ設定が有効になる可能性があります。ただし、同時に、Windows10からWindows11にアップグレードするときに、対応するオプションが古いOSで有効になっていない場合、新しいOSでは非アクティブのままになります。既製のコンピューターの購入について話している場合、この場合、設定でVBSとHVCIをアクティブにする決定はメーカーによって行われます。
したがって、デフォルトでは、Windows 11ユーザーは、コンピューターの出所とOSインストールの種類に応じて2つの異なる構成オプションを取得します。そして、それらのどれが「より正しい」かを言うことは不可能です。インテルは、Alder LakeプロセッサーをベースにしたシステムでVBSとHVCIを放棄しないことをお勧めします。これにより、システムのセキュリティが向上します。ただし、この場合、パフォーマンスがわずかに低下するだけでなく、海賊版ゲームなどの特定のバージョンのプログラムが動作しなくなることにも我慢する必要があります。
したがって、Windows 11の最新システムのパフォーマンスについて言えば、設定の2つのオプションを検討する必要があります。アクティブ化されたVBS機能とHVCI機能の両方がある場合とない場合です。
標準ツールMSInfo32.exe(システム情報)を使用して、VBSメカニズムが特定のシステムで有効になっているかどうかをチェックすることができます。
VBSは、[プライバシーとセキュリティ] / [Windowsセキュリティ] / [デバイスセキュリティ]セクションにある[コア分離]ページのシステム設定にあるメモリ整合性スイッチでオンとオフを切り替えます。
2021-11-22 13:00:58
著者: Vitalii Babkin