Historischen Quellen zufolge wurden die ersten elektronischen Computer im frühen 1800. Jahrhundert entwickelt.
Aufgrund ihrer Größe, Kosten und Komplexität konnten diese Computer nur von qualifizierten Mathematikern und Naturwissenschaftlern bedient werden.
Die Analytical Engine, der erste mechanische Allzweckcomputer der Geschichte, wurde erstmals 1937 von Babbage erwähnt.
Die Analytical Engine umfasste eine arithmetische Logikeinheit, bedingte Verzweigungen, Schleifen für den Kontrollfluss und einen integrierten Speicher, genau wie ein moderner Computer.
Im Laufe der Zeit und durch das Eingreifen einiger großer Köpfe haben wir von der CPU gehört, die es in verschiedenen Varianten gibt.
Wenn wir von der Verarbeitungseinheit sprechen, bezieht sich dies auf den Prozessor, den Kern einer CPU, der mittlerweile in verschiedenen Ausführungen hergestellt wird – Core i5 und Core i7.
Dann lernen wir die VCPU kennen, die auch als virtuelle Zentraleinheit bekannt ist.
Key Take Away
- Eine CPU (Central Processing Unit) ist die primäre Verarbeitungseinheit eines Computers, ein Kern ist eine einzelne Verarbeitungseinheit innerhalb einer CPU und eine vCPU (virtuelle CPU) ist eine virtualisierte Verarbeitungseinheit, die einer virtuellen Maschine zugewiesen ist.
- Multicore-CPUs ermöglichen eine parallele Verarbeitung und erhöhen die Gesamtleistung.
- vCPUs ermöglichen eine effizientere Nutzung physischer Ressourcen und verbessern die Leistung in virtualisierten Umgebungen.
CPU vs. Core vs. vCPU
Die CPU ist die Komponente eines Computers, die die Interpretation und Ausführung von Anweisungen durchführt und es ihm ermöglicht, seine Aufgaben auszuführen. Es ist hardwarebasiert. Ein Kern ist der Prozessor der CPU, der Programmanweisungen liest und ausführt. Eine vCPU ist eine softwarebasierte physische CPU, die einer virtuellen Maschine zugewiesen ist.
Vergleichstabelle
| Vergleichsparameter | CPU | Kernbereich | VCPU |
|---|---|---|---|
| Funktion | Eine physische Verarbeitungseinheit. | Das Gehirn einer CPU | Eine virtuelle Verarbeitungseinheit |
| Definition | Eine elektronische Schaltung im Computer, die alle Anweisungen verarbeitet, die sie von der auf dem Computer ausgeführten Hardware und Software erhält | Verarbeitungseinheit, die Anweisungen zum Ausführen von Aktionen basierend auf den Anweisungen erhält | Eine virtuelle CPU (vCPU), auch virtueller Prozessor genannt, ist eine physische Zentraleinheit (CPU), die einer virtuellen Maschine (VM) zugewiesen ist. |
| Ort | Eine Komponente im Computer. | Befindet sich innerhalb der CPU. | Virtuell angesiedelt, betrieben von einer virtuellen Maschine. |
| Prozessor/Kern | Ein Computer kann mehrere CPUs oder Prozessoren haben | Eine CPU kann einen oder mehrere Kerne haben | symmetrische Mehrfachverarbeitung |
Was ist CPU?
Das Gehirn Ihres Computers wird als Zentraleinheit oder Prozessor bezeichnet.
Es interpretiert Befehle, weist Jobs zu und führt Berechnungen durch. Die Befehle, die Sie über Maus und Tastatur an Ihren Computer senden, werden von der CPU übersetzt und nach außen delegiert, z. B. wenn Sie sie bitten, ein Video hochzuladen.
In frühen Computern wäre die CPU für die Ausführung dieser Operationen selbst verantwortlich gewesen.
Die anderen Teile der modernen Technologie, wie die GPU, verarbeiten jedoch einige Operationen selbst.
Moderne CPUs spielen jetzt eine stärker überwachende Rolle, da sie weniger Berechnungen direkt verwalten und gleichzeitig die Auftragserfüllung überwachen.
Früher, als es noch keine Smartphones und Tablets gab, wurden verschiedene Chipsätze verwendet, um diese Verbindung zwischen der CPU Ihres Systems und Ihnen herzustellen.
Chipsätze sind integrierte Schaltkreise, die die Zentraleinheit (CPU) Ihres Computers mit externen Geräten wie Tastatur, Speicher und RAM verbinden.
Aber mit fortschreitender Technologie haben Systems-on-Chips (SOC)-Lösungen Chipsätze fast vollständig verdrängt, um kleinere, effizientere CPUs zu ermöglichen.
Als Single-Chip-Lösung, die CPU, GPU, Speicher und mehr umfasst, stellt SOC einen schnelleren und kompakteren Ersatz für frühere Multi-Chip-Technologien dar.
Eine CPU, die schneller und konsistenter läuft, ist das Endergebnis der Bündelung all dieser Hardware- und Softwarekomponenten in einem einzigen Chip.
Was ist ein Kern?
Die Verarbeitungseinheit, die Aufgaben zu einem bestimmten Zeitpunkt ausführt, wird als Kern bezeichnet, und eine CPU kann einen oder mehrere davon haben.
Die Auftragsausführungsreihenfolge, Register und der Cache werden alle vom Kern verwaltet, der auch Operationen unter Verwendung der ALU durchführt.
Das Betriebssystem plant jeden Thread oder Softwareprozess, der von einem von der CPU gesteuerten Kern ausgeführt wird.
Ein Thread ist ein eigenständiger Satz von Anweisungen, die eine CPU verarbeiten kann.
Das „Gehirn“ einer CPU wird Kern oder CPU-Kern genannt. Es empfängt Befehle und führt Berechnungen oder andere Operationen aus, um diese Befehle auszuführen. Bei CPUs sind mehrere Kerne möglich.
Dual-Core-Prozessoren haben zwei Kerne; Quad-Core-Prozessoren haben vier Kerne; Hexa-Core-Prozessoren haben sechs Kerne; und Octa-Core-Prozessoren haben acht Kerne.
Die Mehrheit der Consumer-CPUs hat ab 2019 zwischen zwei und zwölf Kernen. CPUs für Workstations und Server können bis zu 48 Kerne haben.
Separate Operationen können von jedem CPU-Kern von den anderen ausgeführt werden. Der Speicher-Cache der CPU kann es vielen Kernen ermöglichen, in parallelen Operationen an einer gemeinsam genutzten Sammlung von Daten zusammenzuarbeiten.
Was ist eine vCPU?
Eine tatsächliche Zentraleinheit (CPU), die einer virtuellen Maschine zugeordnet ist, wird als virtuelle CPU (vCPU), auch als virtueller Prozessor (VM) bezeichnet.
Virtuelle Maschinen erhalten standardmäßig jeweils eine vCPU. Angenommen, der physische Host hat Zugriff auf viele CPU-Kerne. In diesem Fall weist ein CPU-Scheduler Ausführungskontexte zu und die virtuelle CPU wird effektiv zu einer Reihe von Zeitfenstern auf logischen Prozessoren.
Für einen Administrator ist es von entscheidender Bedeutung zu verstehen, wie sein Cloud-Anbieter die vCPU-Auslastung in einem aufzeichnet in rechnung stellen denn die Bearbeitungszeit ist kostenpflichtig.
Es ist wichtig, dass der Administrator versteht, dass die Leistung nicht unbedingt mit mehr vCPUs steigt.
Dies liegt daran, dass es für den Planer schwieriger wird, Zeitfenster auf den tatsächlichen CPUs zu synchronisieren, wenn die Anzahl der vCPUs zunimmt, und die Wartezeit die Leistung beeinträchtigen kann.
Das symmetrische Multi-Processing (SMP) Multi-Threaded Compute-Paradigma ist eine Komponente von VMware, und es umfasst vCPUs.
Um die Leistung parallelerer virtualisierter Prozesse zu verbessern, ermöglicht SMP auch die Verteilung von Threads auf viele physische oder logische Kerne.
Dank vCPUs ist sequentielles Multitasking in einer Multi-Core-Umgebung möglich.
Hauptunterschiede zwischen CPU und Core und vCPU
- Ein Computer mit mehreren CPU-Kernen ist die ideale Option, wenn Sie nach Leistung suchen, da jeder Kern die Anweisungen selbst verarbeiten kann. vCPUs können jedoch die beste Option sein, wenn Sie nach einer kostengünstigen Lösung suchen.
- Während vCPUs virtuelle Darstellungen physischer CPUs sind, die in virtuellen Maschinen verwendet werden, sind CPUs und Kerne physische Komponenten.
- Die Central Processing Unit oder der Prozessor ist die gleiche wie das gesamte Motherboard in Ihrem Computer. Während der Core ein Chip ist, der sich im Motherboard befindet. Andererseits ist VCPU eine virtuelle Maschine.
- Während vCPUs softwarebasiert sind, sind CPUs hardwarebasiert. Dies bedeutet, dass CPUs im Gegensatz zu virtuellen CPUs, die von Hypervisoren nach Bedarf erstellt werden, physisch in Ihrem Computer vorhanden sind. Aufgrund dieser Variation in der Implementierung sind CPUs deutlich effektiver als vCPUs, da sie nicht den Overhead haben, der mit dem Betrieb in Software verbunden ist.
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8560124/
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5767149/
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8560124/
Letzte Aktualisierung: 29. Juli 2023
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Sandeep Bhandari hat einen Bachelor of Engineering in Computers von der Thapar University (2006). Er verfügt über 20 Jahre Erfahrung im Technologiebereich. Er interessiert sich sehr für verschiedene technische Bereiche, darunter Datenbanksysteme, Computernetzwerke und Programmierung. Sie können mehr über ihn auf seinem lesen Bio-Seite.
