Multithreading

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Multithreading (englisch für Mehrfädigkeit) bezeichnet die gleichzeitige Ausführung mehrerer Befehlssequenzen. Dabei wird zwischen Software- und Hardwaremultithreading unterschieden.

Softwaremultithreading

Durch Softwaremultithreading ist es möglich innerhalb eines Prozesses neben dem „Hauptthread“, der z. B. in C die main()-Funktion ausführt, weitere Threads, die eine andere Befehlssequenz innerhalb eines Prozesses gleichzeitig zum bzw. unabhängig vom Hauptthread auszuführen, zu erstellen. Um dies effizient auch auf Systemen mit mehr als einem Prozessorkern und mit wenig Aufwand im Userspace zu gestalten, werden durch das Betriebssystem spezielle Syscalls zum Erstellen und Zerstören von Threads bereitgestellt. Diese können dann explizit durch den Programmierer aufgerufen werden oder implizit durch (spezielle) Programmiersprachen bzw. Erweiterungen von Programmiersprachen, wie z. B. OpenMP für C/C++.

Alle Ressourcen (Dateihandles, Speicher, etc.) können von allen Threads benutzt werden, wodurch es zu Race Conditions (zwischen den einzelnen Threads) kommen kann.

Hardwaremultithreading

Hardwaremultithreading macht es möglich, auch auf einem Prozessorkern mehrere Tasks gleichzeitig auszuführen. Dadurch soll die Pipeline eines superskalaren Prozessors besser ausgelastet werden. Dazu werden die Register dupliziert, Befehle von allen Tasks gelesen, dekodiert und anschließend in die Pipeline gefüttert. Nach der Ausführung werden die Ergebnisse wieder in die Register des passenden Tasks geschrieben.

Intel nennt diese Technik bei ihren Prozessoren Hyper-Threading und wendet dies z. B. beim recht leistungsschwachen Intel Atom an, der durch Hyper-Threading dem Betriebssystem zwei Prozessorkerne zur Verfügung stellt, wobei der zweite ein rein virtueller Kern ist.

Hyper-Threading

Hyper-Threading ist die von Intel entwickelte Implementierung von hardwareseitigem Multithreading.

Siehe auch: Hyperthreading-Artikel von Wikipedia

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