WEBVTT 00:00.000 --> 00:00.990 Instructeur : Dans cette leçon, 00:00.990 --> 00:03.390 nous allons aborder les fonctions de l'unité centrale. 00:03.390 --> 00:05.340 Cela comprend des éléments tels que le multithreading, 00:05.340 --> 00:07.050 le multiprocessing symétrique, le cœur 00:07.050 --> 00:10.950 unique par rapport au cœur multiple et la prise en charge de la virtualisation. 00:10.950 --> 00:12.180 La première chose que 00:12.180 --> 00:15.840 nous allons aborder est le multithreading, également appelé SMT 00:15.840 --> 00:19.200 ou multithreading simultané ou hyperthreading, en fonction 00:19.200 --> 00:21.480 du processeur que vous achetez. 00:21.480 --> 00:23.040 Hyper-threading est un terme utilisé 00:23.040 --> 00:24.780 par Intel pour ce processus. 00:24.780 --> 00:27.000 Le terme plus générique est SMT (simultaneous 00:27.000 --> 00:29.340 multithreading). 00:29.340 --> 00:31.050 En ce qui concerne le threading, 00:31.050 --> 00:33.870 il s'agit du concept d'un flux unique d'instructions 00:33.870 --> 00:37.350 envoyées par une application logicielle à un processeur. 00:37.350 --> 00:40.770 Aujourd'hui, la plupart des applications ont été conçues pour exécuter un seul 00:40.770 --> 00:42.150 processus dans un seul thread. 00:42.150 --> 00:44.340 Cela signifie que ce logiciel fait 00:44.340 --> 00:45.720 tout en série. 00:45.720 --> 00:47.250 Ainsi, si je vous donne une instruction 00:47.250 --> 00:48.930 sur cinq choses différentes à faire, 00:48.930 --> 00:50.730 vous ferez ces choses dans l'ordre, 00:50.730 --> 00:53.250 un, deux, trois, quatre et cinq. 00:53.250 --> 00:55.260 Et si chacune d'entre elles vous prenait 10 00:55.260 --> 00:57.510 minutes, cela ferait un total de 50 minutes. 00:57.510 --> 01:00.240 Mais si je vous permettais de faire du multithreading 01:00.240 --> 01:01.650 et de faire ces choses dans le 01:01.650 --> 01:03.981 désordre ou en même temps, vous pourriez alors 01:03.981 --> 01:07.050 faire plus d'une chose à la fois en envoyant ces choses à différents 01:07.050 --> 01:09.360 threads ou à différents flux. 01:09.360 --> 01:11.130 Par exemple, supposons que je vous dise que 01:11.130 --> 01:12.450 je veux que vous écriviez quelque 01:12.450 --> 01:13.500 chose avec votre main droite 01:13.500 --> 01:15.900 et que vous tapiez en même temps sur le bureau avec votre 01:15.900 --> 01:17.070 main gauche. 01:17.070 --> 01:18.570 Vous pouvez faire les deux en même 01:18.570 --> 01:19.830 temps, parce que vous avez deux 01:19.830 --> 01:22.020 fils, ou deux mains pour faire ces actions. 01:22.020 --> 01:23.970 C'est l'idée du multithreading. 01:23.970 --> 01:26.700 Intel et les autres fabricants ont donc mis au point 01:26.700 --> 01:28.860 un moyen de permettre aux logiciels de communiquer 01:28.860 --> 01:30.720 avec leurs processeurs et d'exécuter 01:30.720 --> 01:33.061 simultanément plusieurs threads parallèles 01:33.061 --> 01:35.610 au sein d'un même processeur. 01:35.610 --> 01:37.050 Cela permet à ces threads d'être 01:37.050 --> 01:39.420 exécutés par ce processeur et de réduire le temps 01:39.420 --> 01:41.340 d'inactivité de l'unité centrale en attente 01:41.340 --> 01:43.080 de l'action suivante. 01:43.080 --> 01:45.030 Ce faisant, nous pouvons essentiellement 01:45.030 --> 01:46.680 essayer d'augmenter notre capacité 01:46.680 --> 01:48.006 et de faire passer plus de choses 01:48.006 --> 01:50.550 par le processeur et d'essayer de faire plus de choses 01:50.550 --> 01:52.410 dans le même laps de temps. 01:52.410 --> 01:55.140 C'est très bien, mais cela ne fonctionne que jusqu'à un certain 01:55.140 --> 01:57.570 point, et le logiciel doit être capable d'utiliser et 01:57.570 --> 02:00.060 de comprendre cela pour pouvoir dire au système que vous 02:00.060 --> 02:02.790 voulez utiliser plusieurs fils en même temps. 02:02.790 --> 02:04.140 Il s'agit de la principale limitation 02:04.140 --> 02:06.630 lorsque l'on a affaire à quelque chose comme l'hyperthreading. 02:06.630 --> 02:08.400 Une autre façon de contourner 02:08.400 --> 02:13.320 ce problème est de recourir au multiprocessus symétrique, ou SMP. 02:13.320 --> 02:15.570 Le SMP est la méthode traditionnelle utilisée 02:15.570 --> 02:17.304 par les stations de travail et les serveurs, 02:17.304 --> 02:20.370 car ils sont dotés de plusieurs processeurs. 02:20.370 --> 02:22.080 Pour ce faire, vous devez disposer 02:22.080 --> 02:25.290 d'une carte mère dotée de deux ou quatre emplacements de processeur, 02:25.290 --> 02:27.420 et installer deux ou quatre processeurs sur 02:27.420 --> 02:28.890 cette carte mère. 02:28.890 --> 02:31.050 Dans ce cas, tous les processeurs doivent être 02:31.050 --> 02:32.790 du même type et de la même vitesse pour pouvoir 02:32.790 --> 02:34.290 fonctionner ensemble. 02:34.290 --> 02:37.410 Et votre système d'exploitation sous-jacent doit comprendre 02:37.410 --> 02:39.690 comment utiliser plus d'un processeur. 02:39.690 --> 02:42.690 Par défaut, la plupart des systèmes d'exploitation ne le font pas. 02:42.690 --> 02:45.150 Il fallait donc disposer d'un système d'exploitation basé 02:45.150 --> 02:47.670 sur un serveur, comme Windows Server 2019, pour pouvoir prendre 02:47.670 --> 02:49.350 en charge plusieurs processeurs. 02:49.350 --> 02:52.860 Pour cette raison, le SMP (symmetric multiprocessing) n'était pas très utile pour 02:52.860 --> 02:55.620 les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables. 02:55.620 --> 02:58.770 Au lieu de cela, la plupart des ordinateurs de bureau et des ordinateurs 02:58.770 --> 03:01.110 portables ont dû s'en remettre à l'hyperthreading 03:01.110 --> 03:04.140 des processeurs Intel ou au multithreading simultané, ou SMT, 03:04.140 --> 03:06.720 si vous utilisez un processeur AMD. 03:06.720 --> 03:09.480 L'hyperthreading et le SMT ont donc très bien fonctionné pendant longtemps, 03:09.480 --> 03:12.090 mais nous avons fini par nous heurter à la limite de la quantité de 03:12.090 --> 03:14.250 données que nous voulions traiter et du fait que nous ne 03:14.250 --> 03:16.920 disposions que d'un seul processeur pour le faire. 03:16.920 --> 03:19.020 Comme la plupart des systèmes d'exploitation 03:19.020 --> 03:20.610 ne savaient pas comment gérer les prises 03:20.610 --> 03:23.220 multiples ou les processeurs multiples sur une carte mère 03:23.220 --> 03:25.470 donnée, les fabricants ont commencé à créer ce que 03:25.470 --> 03:27.420 l'on appelle un paquet multicœur. 03:27.420 --> 03:28.770 Lorsque je parle d'un paquet, 03:28.770 --> 03:31.500 je parle de l'unité centrale, de la puce physique. 03:31.500 --> 03:33.570 Au lieu d'avoir deux boîtiers physiques 03:33.570 --> 03:35.790 ou deux puces physiques sur deux prises différentes 03:35.790 --> 03:37.020 de votre carte mère, ces 03:37.020 --> 03:38.850 fabricants ont décidé de créer un seul 03:38.850 --> 03:42.390 boîtier qui fonctionne comme un seul processeur. 03:42.390 --> 03:43.740 Mais à l'intérieur de ce paquet, 03:43.740 --> 03:47.160 il y avait en fait plusieurs CPU ou plusieurs processeurs. 03:47.160 --> 03:49.410 Pour la carte mère, cela signifie qu'il semble 03:49.410 --> 03:53.040 y avoir un seul processeur physique, car c'est le cas, mais à l'intérieur, 03:53.040 --> 03:54.540 il y a plusieurs cœurs, ou unités 03:54.540 --> 03:57.600 centrales de traitement, à l'intérieur. 03:57.600 --> 03:59.910 Cela permet à n'importe quel système d'exploitation 03:59.910 --> 04:03.240 de s'adresser à ce processeur unique ou à cet ensemble de processeurs, 04:03.240 --> 04:05.160 et l'ensemble de processeurs lui-même 04:05.160 --> 04:06.840 peut alors répartir ces instructions 04:06.840 --> 04:10.890 entre les multiples cœurs internes du processeur. 04:10.890 --> 04:11.812 Pensez-y de la manière suivante. 04:11.812 --> 04:14.250 Vous avez une maison avec quatre chambres à coucher. 04:14.250 --> 04:16.320 Si quelqu'un se présente à la porte d'entrée et dit : "J'ai besoin 04:16.320 --> 04:17.580 d'un lit pour la nuit", il ne se préoccupe 04:17.580 --> 04:19.320 pas de savoir lequel de ces quatre lits il obtiendra, 04:19.320 --> 04:20.880 du moment qu'il a un lit pour la nuit. 04:20.880 --> 04:22.710 Vous entrez donc par la porte d'entrée, vous les 04:22.710 --> 04:25.620 emmenez dans une seule pièce et vous ne leur montrez qu'une seule pièce. 04:25.620 --> 04:28.560 C'est essentiellement ce que fait ce processeur multicœur. 04:28.560 --> 04:30.570 Lorsque de nouvelles personnes franchissent la porte, le 04:30.570 --> 04:32.790 système les conduit dans une chambre individuelle où elles peuvent 04:32.790 --> 04:35.700 dormir pour la nuit ou effectuer leurs démarches, avant de les renvoyer. 04:35.700 --> 04:36.720 Tout cela est géré par 04:36.720 --> 04:38.220 la personne qui se trouve à la porte 04:38.220 --> 04:40.860 d'entrée, qui, dans ce cas, est ce paquet multicœur. 04:40.860 --> 04:43.200 Il les place ensuite dans le compartiment individuel 04:43.200 --> 04:46.890 ou le sous-processeur individuel dont il a besoin pour effectuer ce travail. 04:46.890 --> 04:49.290 C'est l'idée d'un paquet multicœur. 04:49.290 --> 04:51.480 La plupart d'entre nous en ont déjà entendu parler, 04:51.480 --> 04:52.650 car votre système est probablement 04:52.650 --> 04:55.110 équipé d'un processeur multicœur. 04:55.110 --> 04:57.120 Vous disposez probablement d'un processeur double 04:57.120 --> 04:59.790 cœur, c'est-à-dire de deux processeurs dans une seule puce, 04:59.790 --> 05:01.230 ou d'un processeur quadruple, c'est-à-dire 05:01.230 --> 05:02.730 de quatre processeurs dans une seule 05:02.730 --> 05:03.960 puce. 05:03.960 --> 05:05.730 Ou vous avez un processeur hexa, ce qui signifie 05:05.730 --> 05:08.340 que vous avez six cœurs à l'intérieur d'une seule puce. 05:08.340 --> 05:09.840 Ou bien vous avez un processeur octa, 05:09.840 --> 05:12.300 ce qui signifie que vous avez huit cœurs dans une seule puce. 05:12.300 --> 05:16.090 Par exemple, sur mon processeur, j'ai un processeur à huit cœurs sur mon ordinateur 05:16.090 --> 05:19.260 de bureau, et il s'agit d'une seule puce physique, mais il y a huit 05:19.260 --> 05:21.630 sous-processeurs à l'intérieur. 05:21.630 --> 05:23.370 C'est ce qu'on appelle un processeur 05:23.370 --> 05:25.410 à huit cœurs, ou multi-cœurs. 05:25.410 --> 05:27.240 En plus du multi-cœur et de l'hyperthreading, 05:27.240 --> 05:28.800 il est possible de combiner les 05:28.800 --> 05:29.991 deux, de sorte que chacun 05:29.991 --> 05:32.846 de ces processeurs à l'intérieur du paquet, par exemple, 05:32.846 --> 05:34.560 dans mon système, j'ai l'octa-cœur, 05:34.560 --> 05:37.530 qui a huit processeurs. 05:37.530 --> 05:38.940 Ce paquet contient huit processeurs, 05:38.940 --> 05:40.050 et chacun de ces huit processeurs 05:40.050 --> 05:43.710 peut également prendre en charge l'hyperthreading. 05:43.710 --> 05:46.860 Cela signifie que j'ai 16 threads avec huit CPU, ce qui me donne 05:46.860 --> 05:49.260 une grande capacité de traitement sur cette 05:49.260 --> 05:50.850 machine particulière. 05:50.850 --> 05:53.250 Très bien, à ce stade, nous avons abordé trois des quatre 05:53.250 --> 05:56.010 points que nous voulions traiter dans cette leçon. 05:56.010 --> 05:57.390 Nous avons parlé de l'hyperthreading 05:57.390 --> 06:00.090 et du multithreading simultané, connu sous le nom de SMT. 06:00.090 --> 06:02.460 Nous avons parlé du multiprocessing symétrique, c'est-à-dire 06:02.460 --> 06:04.830 de la présence de plusieurs unités centrales dans les sockets, 06:04.830 --> 06:07.530 puis nous avons abordé l'idée des processeurs multicœurs, qui 06:07.530 --> 06:09.120 consistent en une seule unité centrale 06:09.120 --> 06:11.220 dotée de plusieurs processeurs, qu'ils soient 06:11.220 --> 06:14.010 au nombre de deux, quatre, six ou huit. 06:14.010 --> 06:17.400 La dernière chose dont nous devons parler est la virtualisation. 06:17.400 --> 06:20.490 La virtualisation est une autre caractéristique des processeurs, mais elle n'est 06:20.490 --> 06:22.020 pas vraiment liée aux trois aspects que 06:22.020 --> 06:23.220 nous venons d'évoquer. 06:23.220 --> 06:24.780 Les trois sujets dont nous venons de parler 06:24.780 --> 06:27.300 portaient sur la manière d'obtenir davantage de performances à partir 06:27.300 --> 06:28.710 d'une seule ou de plusieurs puces. 06:28.710 --> 06:30.300 Mais lorsque nous parlons de virtualisation, 06:30.300 --> 06:32.880 nous parlons de la possibilité d'émuler un matériel 06:32.880 --> 06:35.730 qui n'existe pas en réalité. 06:35.730 --> 06:37.080 Cela est possible grâce 06:37.080 --> 06:39.450 à la technologie de virtualisation d'Intel, 06:39.450 --> 06:42.330 connue sous le nom de VT, ou à la virtualisation d'AMD, 06:42.330 --> 06:44.700 connue sous le nom d'AMD-V. 06:44.700 --> 06:47.340 Aujourd'hui, ces deux systèmes fournissent des extensions de processeur 06:47.340 --> 06:49.710 pour prendre en charge la virtualisation, que l'on appelle 06:49.710 --> 06:52.050 virtualisation assistée par le matériel. 06:52.050 --> 06:53.021 Cela soulève probablement 06:53.021 --> 06:55.470 la question suivante : qu'est-ce que la virtualisation ? 06:55.470 --> 06:58.291 La virtualisation est la capacité d'un ordinateur à faire 06:58.291 --> 07:01.560 semblant de faire fonctionner plusieurs autres ordinateurs à l'intérieur 07:01.560 --> 07:02.729 de lui-même. 07:02.729 --> 07:04.560 Il se peut que j'aie un seul ordinateur 07:04.560 --> 07:07.140 portable, comme mon MacBook. 07:07.140 --> 07:11.700 Et dans ce MacBook, j'ai un seul système d'exploitation, macOS. 07:11.700 --> 07:13.710 Maintenant, si je voulais utiliser Windows 07:13.710 --> 07:15.600 ou Linux, je devrais reformater ma machine 07:15.600 --> 07:16.920 et installer ce logiciel. 07:16.920 --> 07:18.780 Ce serait vraiment gênant. 07:18.780 --> 07:21.360 Mais avec la virtualisation, je n'ai pas à le faire. 07:21.360 --> 07:22.830 Au lieu de cela, je peux exécuter 07:22.830 --> 07:26.340 un programme comme VMware ou Virtualbox ou Parallels, et dans 07:26.340 --> 07:27.840 ce logiciel, je peux créer 07:27.840 --> 07:30.000 un ordinateur virtuel. 07:30.000 --> 07:32.370 Je peux lui dire que je veux qu'il ait un processeur, 07:32.370 --> 07:34.950 deux processeurs ou quatre processeurs. 07:34.950 --> 07:36.600 Et je peux lui indiquer la quantité de mémoire que je veux 07:36.600 --> 07:38.010 et la quantité d'espace de stockage que je veux. 07:38.010 --> 07:39.930 Il créera cet ordinateur virtuel 07:39.930 --> 07:42.510 qui n'existe que dans le logiciel. 07:42.510 --> 07:44.645 Maintenant, lorsque j'exécute le nouveau système d'exploitation, 07:44.645 --> 07:48.660 comme Windows, à l'intérieur, je pourrais dire qu'il s'agit d'un processeur à deux cœurs. 07:48.660 --> 07:52.770 Il dispose de quatre gigaoctets de mémoire vive et d'un disque dur de 50 gigaoctets. 07:52.770 --> 07:54.750 Tout cela n'existe que dans les logiciels. 07:54.750 --> 07:57.296 Mais lorsque j'installe Windows dans cette machine virtuelle, 07:57.296 --> 07:59.670 Windows pense qu'il s'agit d'un ordinateur complet. 07:59.670 --> 08:02.340 Il pense avoir deux processeurs, quatre 08:02.340 --> 08:04.050 gigaoctets de mémoire et 08:04.050 --> 08:06.270 un disque dur de 50 gigaoctets. 08:06.270 --> 08:07.200 Ainsi, Windows pense qu'il 08:07.200 --> 08:09.390 dispose de tout ce matériel physique, et c'est ce que 08:09.390 --> 08:11.400 la virtualisation nous permet de faire. 08:11.400 --> 08:13.659 Il nous permet de virtualiser un ordinateur 08:13.659 --> 08:15.600 et de fournir du matériel virtuel et d'exécuter 08:15.600 --> 08:17.293 plusieurs systèmes d'exploitation 08:17.293 --> 08:20.280 à l'intérieur d'un seul hôte physique. 08:20.280 --> 08:23.100 Outre VT et AMD-V, il existe également un deuxième niveau 08:23.100 --> 08:24.450 de prise en charge matérielle 08:24.450 --> 08:27.120 de la virtualisation que vous pouvez rechercher dans certains 08:27.120 --> 08:28.860 processeurs modernes. 08:28.860 --> 08:31.800 Sur les systèmes Intel, il s'agit de l'EPT 08:31.800 --> 08:33.480 (extended page table). 08:33.480 --> 08:35.490 Dans le cas d'un processeur AMD, 08:35.490 --> 08:39.810 il s'agit de l'indexation de virtualisation rapide, ou RVI. 08:39.810 --> 08:42.390 Ces deux éléments sont considérés comme des fonctions de traduction 08:42.390 --> 08:45.450 d'adresses de second niveau (SLAT) de la virtualisation logicielle qui 08:45.450 --> 08:48.060 sont ensuite sous-jacentes et prises en charge par le processeur 08:48.060 --> 08:50.430 matériel afin de permettre une meilleure gestion de la 08:50.430 --> 08:52.620 mémoire virtuelle et d'améliorer les performances 08:52.620 --> 08:53.773 lors de l'utilisation de la 08:53.773 --> 08:56.913 mémoire à l'intérieur d'une machine virtuelle. 08:57.870 --> 09:00.150 Nous allons parler plus en détail de la virtualisation 09:00.150 --> 09:02.130 dans nos propres leçons, mais pour l'instant, 09:02.130 --> 09:03.480 je veux juste que vous compreniez 09:03.480 --> 09:06.660 que certains processeurs ont la capacité de le faire à l'intérieur 09:06.660 --> 09:08.250 de leur ensemble de processeurs, 09:08.250 --> 09:10.530 et les processeurs qui ont cette capacité, comme 09:10.530 --> 09:14.844 ceux qui supportent VT d'Intel ou AMD-V d'AMD, vous donneront de meilleures performances 09:14.844 --> 09:16.470 lorsque vous faites de la virtualisation 09:16.470 --> 09:19.260 que ceux qui n'en ont pas. 09:19.260 --> 09:20.698 Par conséquent, si vous construisez 09:20.698 --> 09:22.710 une machine et que vous souhaitez l'utiliser pour la 09:22.710 --> 09:24.060 virtualisation, par exemple un serveur 09:24.060 --> 09:25.995 sur lequel tourneront de nombreux autres serveurs 09:25.995 --> 09:28.034 virtuels, vous devez vous assurer que les processeurs 09:28.034 --> 09:31.710 que vous choisissez sont dotés de la technologie VT ou AMD-V afin qu'ils puissent prendre en charge 09:31.710 --> 09:34.170 la virtualisation matérielle accélérée directe, car cela vous 09:34.170 --> 09:37.433 permettra de bénéficier d'une expérience et de performances bien meilleures que 09:37.433 --> 09:40.653 si vous deviez recourir à la virtualisation logicielle.