CPU、コア、vCPU: 違いと比較

歴史的資料によると、最も初期の電子コンピューターは 1800 年代初頭に開発されました。

サイズ、コスト、複雑さのため、これらのコンピューターは資格のある数学者や科学者のみが操作できました。

史上初の汎用機械式コンピューターである解析エンジンは、1937 年にバベッジによって初めて言及されました。

分析エンジンには、現代のコンピューターと同様に、算術論理演算ユニット、条件分岐、制御フロー用のループ、および統合メモリが含まれていました。

時が経ち、大きな頭脳の介入を通じて、さまざまな種類の CPU について耳にするようになりました。

プロセッシング ユニットについて話すとき、これはプロセッサ、つまり CPU のコアを指します。現在、Core i5 や Core i7 など、さまざまなタイプが製造されています。

次に、仮想中央処理装置としても知られる VCPU について学びます。

主要な取り組み

1. CPU (中央処理装置) はコンピューターの主要な処理装置であり、コアは CPU 内の個々の処理装置であり、vCPU (仮想 CPU) は仮想マシンに割り当てられた仮想化された処理装置です。
2. マルチコア CPU は並列処理を可能にし、全体的なパフォーマンスを向上させます。
3. vCPU を使用すると、物理リソースをより効率的に使用でき、仮想化環境でのパフォーマンスが向上します。

CPU vs コア vs vCPU

CPU は、命令の解釈と実行を実行し、タスクを実行できるようにするコンピューターのコンポーネントです。 それはハードウェアベースです。 コアは、プログラム命令を読み取って実行する CPU のプロセッサです。 vCPU は、仮想マシンに割り当てられたソフトウェア ベースの物理 CPU です。

比較表

比較のパラメータ	CPU	基本	VCPU
演算	物理処理装置。	CPUの頭脳	仮想処理装置
定義	コンピュータ上で実行されているハードウェアおよびソフトウェアから受け取ったすべての命令を処理する、コンピュータ内の電子回路	命令を受けて、命令に基づいてアクションを実行する処理ユニット	仮想プロセッサとも呼ばれる仮想 CPU (vCPU) は、仮想マシン (VM) に割り当てられる物理的な中央処理装置 (CPU) です。
会場	コンピューター内部のコンポーネント。	CPU の内部にあります。	仮想的に配置され、仮想マシンによって操作されます。
プロセッサ/コア	コンピューターは複数の CPU またはプロセッサを持つことができます	CPU は、単一または複数のコアを持つことができます	対称マルチプロセッシング

CPUとは?

コンピュータの頭脳は、中央処理装置またはプロセッサと呼ばれます。

コマンドを解釈し、ジョブを割り当て、計算を行います。 マウスとキーボードを介してコンピューターに送信するコマンドは、CPU によって変換され、ビデオの読み込みを要求した場合などに委任されます。

初期のコンピューターでは、CPU がこれらの操作を独自に実行する責任がありました。

ただし、GPU などの最新テクノロジの他の部分は、一部の操作を独自に処理します。

最新の CPU はより監視的な役割を果たし、ジョブの完了を監視しながら直接管理する計算の数を減らしています。

スマートフォンやタブレットが作られていなかった以前は、システムの CPU とユーザーの間の接続を行うためにさまざまなチップセットが使用されていました。

チップセットは、コンピュータの中央処理装置 (CPU) をキーボード、ストレージ、RAM などの外部デバイスにリンクする集積回路です。

しかし、テクノロジーが進歩するにつれて、システム オン チップ (SOC) ソリューションは、より小型で効率的な CPU を実現するために、ほぼ完全にチップセットに取って代わりました。

SOC は、CPU、GPU、メモリなどを含むシングルチップ ソリューションとして、以前のマルチチップ テクノロジに代わる、より高速でコンパクトな代替手段を提供します。

より高速で安定して動作する CPU は、これらすべてのハードウェアおよびソフトウェア コンポーネントを XNUMX つのチップにまとめた最終結果です。

コアとは?

特定の時間にタスクを実行する処理ユニットはコアと呼ばれ、CPU にはコアが XNUMX つ以上ある場合があります。

ジョブの実行順序、レジスタ、およびキャッシュはすべてコアによって維持され、コアは ALU を使用して演算も実行します。

オペレーティング システムは、CPU によって制御されるコアによって実行される各スレッドまたはソフトウェア プロセスをスケジュールします。

スレッドは、CPU が処理できるスタンドアロンの一連の命令です。

CPU の「頭脳」は、コアまたは CPU コアと呼ばれます。 コマンドを受信し、それらのコマンドを実行するための計算またはその他の操作を実行します。 CPU は複数のコアが可能です。

デュアルコア プロセッサには XNUMX つのコアがあります。 クアッドコア プロセッサには XNUMX つのコアがあります。 ヘキサコア プロセッサには XNUMX つのコアがあります。 オクタコア プロセッサには XNUMX つのコアがあります。

2019 年の時点で、消費者向け CPU の大半は 48 ～ XNUMX 個のコアを備えています。ワークステーションおよびサーバー用の CPU は最大 XNUMX 個のコアを備えている可能性があります。

各 CPU コアは、他のコアとは別の操作を実行できます。 CPU のメモリ キャッシュにより、多くのコアがデータの共有コレクションに対して並列操作で連携できる場合があります。

vCPU とは?

仮想マシンに割り当てられる実際の中央処理装置 (CPU) は、仮想 CPU (vCPU) と呼ばれ、仮想プロセッサ (VM) とも呼ばれます。

デフォルトでは、仮想マシンごとに XNUMX つの vCPU が割り当てられます。 ただし、物理ホストが多数の CPU コアにアクセスできるとします。 その場合、CPU スケジューラが実行コンテキストを割り当て、仮想 CPU は事実上、論理プロセッサ上の一連のタイムスロットになります。

管理者は、クラウド プロバイダーが vCPU 使用率を記録する方法を理解することが重要です。 請求書 処理時間は有料となるためです。

管理者は、vCPU を増やしてもパフォーマンスが必ずしも向上しないことを理解することが重要です。

これは、vCPU の数が増えると、スケジューラが実際の CPU のタイムスロットを同期するのが難しくなり、待機時間がパフォーマンスに影響を与える可能性があるためです。

対称型マルチプロセッシング (SMP) マルチスレッド コンピューティング パラダイムは、 ヴイエムウェア、vCPU が含まれています。

より並列な仮想化プロセスのパフォーマンスを向上させるために、SMP ではスレッドを多数の物理コアまたは論理コアに分散させることもできます。

vCPU のおかげで、マルチコア環境でシーケンシャル マルチタスクが可能です。

CPU と Core および vCPU の主な違い

1. 複数の CPU コアを搭載したコンピューターは、各コアが独自に命令を処理できるため、パフォーマンスを求める場合に最適なオプションです。 ただし、費用対効果の高いソリューションを探している場合は、vCPU が最適なオプションになる可能性があります。
2. vCPU は仮想マシンで使用される物理 CPU の仮想表現ですが、CPU とコアは物理コンポーネントです。
3. 中央処理装置 (プロセッサ) は、コンピューターのマザーボード全体と同じです。 コアはマザーボードにあるチップです。 一方、VCPUは仮想マシンです。
4. vCPU はソフトウェアベースですが、CPU はハードウェアベースです。 これは、必要に応じてハイパーバイザーによって生成される仮想 CPU とは対照的に、CPU はコンピューター内に物理的に存在することを意味します。 この実装のバリエーションにより、CPU はソフトウェアでの動作に関連するオーバーヘッドがないため、vCPU よりも大幅に効率的になります。

参考文献

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8560124/
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5767149/
3. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8560124/

最終更新日 : 29 年 2023 月 XNUMX 日