ハイパースレッディング・テクノロジーとは

最終更新日 2018年03月11日

ハイパースレッディング・テクノロジーとは何か

CPU にあるコアはアプリケーションの処理を実行しますが、並行して同時に実行できる処理をスレッドという単位で分けます。基本的に1つのコアでは1つのスレッドを実行できます。複数のコアがあれば、コアの数と同じスレッド数を同時に実行できます。

あくまでも人間が計算する場合のイメージですが、1+1 と 2+2 という足し算処理は、1+1 の処理を行う1スレッドと 2+2 の処理を行う1スレッドの合計2スレッドです。人間が2人いれば、それぞれに処理を割り当て同時に2スレッド分の処理を行えます。

ハイパースレッディング・テクノロジーとは、1つのコアで複数のスレッドを同時に実行可能にする機能です。CPU にあるコアは、処理内容によってはコア全体を使って処理しておらずコアの一部は使われていません。

ハイパースレッディング・テクノロジーでは、ある処理を実行中に使われていないコアの一部を別の処理の実行に使うようにします。

人間の脳は1つの処理だけで脳全体を使うわけではなく、脳の各部分を使い複数の処理を同時にこなしますが、同じようにハイパースレッディング・テクノロジーにより CPU のコアも複数のスレッドを同時に実行します。

複数のスレッドと言ってもハイパースレッディング・テクノロジーにより1つのコアで同時実行するスレッド数は2です。将来は1コアで3スレッドを実行するようになるかもしれませんが、1コア2スレッドでコアを十分効率良く使っており、1コア3スレッドにしてもあまり性能向上は望めないでしょうから当分1コア2スレッドが続くと思われます。

以下では複数のスレッドを2つのスレッドとします。

ハイパースレッディング・テクノロジーに関わる物理コアと論理コアとは

別の言い方だと、ハイパースレッディング・テクノロジーは1つのコアを2つのコアがあるかのように見せかける機能とも言えます。実際にハイパースレッディング・テクノロジーを利用する場合は、アプリケーションから見ると1つのコアが2つのコアに見えます。

CPU にある1つのコアが実際に存在するコア、アプリケーションから見える2つのコアが仮想的に存在するコアですが、両者を区別するため前者を物理コア、後者を論理コアと呼びます。ハイパースレッディング・テクノロジーにより論理コア数は物理コア数の2倍になります。

CPU の仕様には2コア4スレッド等と書かれているのがよく見られますが、2コアが物理コア数、4スレッドが論理コア数です。もし CPU の仕様に2コア2スレッド等、物理コア数と論理コア数が同じと書かれていれば、ハイパースレッディング・テクノロジーに対応していない CPU です。

・ハイパースレッディング・テクノロジーだと論理コア数は物理コア数の2倍

ハイパースレッディング・テクノロジーによりどれくらい性能が上がるのか

ハイパースレッディング・テクノロジーにより1つのコアで2つのスレッドを同時実行するとしても、実際にコアが増えるわけではありませんので性能は大きく上がりません。

また、ハイパースレッディング・テクノロジーにより1つのアプリケーションの処理速度が向上するには、そのアプリケーションがマルチスレッド処理に対応している、すなわち処理を複数のスレッドに分けるように作られていなければなりません。

マルチスレッドに対応しているアプリケーションでも、何でも処理を複数のスレッドに分割できるわけではありませんので、処理速度があまり変わらないことがあります。

複数のスレッドに分割しやすい処理が多いアプリケーションなら、体感できるほど性能が上がります。例えば、動画ファイル等のエンコードを行うアプリケーションの場合、エンコードの処理は複数のスレッドに分けやすいので、マルチスレッド対応なら2〜3割処理速度が速くなることがあります。

マルチスレッド非対応のアプリケーションだけ使うとしても複数のアプリケーションを使うなら、それぞれのアプリケーションのスレッドを同時に実行しますので、ハイパースレッディング・テクノロジーにより性能が上がります。


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