CPU vs Core vs vCPU: Diferença e Comparação

De acordo com referências históricas, os primeiros computadores eletrônicos foram desenvolvidos no início de 1800.

Devido ao seu tamanho, custo e complexidade, esses computadores só podiam ser operados por matemáticos e cientistas qualificados.

O Analytical Engine, o primeiro computador mecânico de uso geral da história, foi mencionado pela primeira vez por Babbage em 1937.

O Analytical Engine incluía uma unidade lógica aritmética, ramificação condicional, loops para controle de fluxo e memória integrada, assim como faria um computador moderno.

Com o passar do tempo e com a intervenção de alguns grandes cérebros, ouvimos falar da CPU, que vem em diferentes variedades.

Quando falamos de unidade de processamento, isso se refere ao processador, o núcleo de uma CPU, que agora é produzido em vários tipos — Core i5 e Core i7.

Em seguida, conhecemos a VCPU, também conhecida como Unidade Central Virtual de Processamento.

Principais lições

1. Uma CPU (Unidade Central de Processamento) é a unidade primária de processamento de um computador, um núcleo é uma unidade de processamento individual dentro de uma CPU e uma vCPU (CPU virtual) é uma unidade de processamento virtualizada atribuída a uma máquina virtual.
2. CPUs multicore permitem processamento paralelo, aumentando o desempenho geral.
3. As vCPUs permitem o uso mais eficiente de recursos físicos e melhoram o desempenho em ambientes virtualizados.

CPU x Core x vCPU

CPU é o componente de um computador que realiza a interpretação e execução de instruções, permitindo que ele execute suas tarefas. É baseado em hardware. Um núcleo é o processador da CPU que lê e executa as instruções do programa. Uma vCPU é uma CPU física baseada em software atribuída a uma máquina virtual.

Tabela de comparação

Parâmetros de comparação	CPU	núcleo	VCPU
função	Uma unidade de processamento físico.	O cérebro de uma CPU	Uma unidade de processamento virtual
Definição	Um circuito eletrônico dentro do computador que lida com todas as instruções que recebe do hardware e do software em execução no computador	Unidade de processamento que recebe instruções para realizar ações com base nas instruções	Uma CPU virtual (vCPU), também conhecida como processador virtual, é uma unidade física de processamento central (CPU) atribuída a uma máquina virtual (VM).
Localização	Um componente dentro do computador.	Localizado dentro da CPU.	Localizado virtualmente, operado por uma máquina virtual.
Processador/Núcleo	Um computador pode ter várias CPUs ou processadores	Uma CPU pode ter um ou vários núcleos	multiprocessamento simétrico

O que é CPU??

O cérebro do seu computador é chamado de Unidade Central de Processamento ou Processador.

Ele interpreta comandos, atribui trabalhos e faz cálculos. Os comandos que você envia ao seu computador por meio do mouse e do teclado são traduzidos pela CPU e delegados, como quando você pede para carregar um vídeo.

A CPU teria sido responsável por realizar essas operações por conta própria nos primeiros computadores.

As outras partes da tecnologia moderna, como a GPU, processam algumas operações por conta própria.

As CPUs modernas agora desempenham um papel mais supervisor, gerenciando menos cálculos diretamente enquanto ainda monitoram a conclusão do trabalho.

Anteriormente, quando os smartphones e tablets não eram fabricados, vários chipsets eram usados ​​para conduzir essa conexão entre a CPU do seu sistema e você.

Chipsets são circuitos integrados que ligam a unidade central de processamento (CPU) do seu computador a qualquer dispositivo externo, como teclado, armazenamento e RAM.

Mas, à medida que a tecnologia avançou, as soluções de sistemas em chips (SOC) substituíram quase totalmente os chipsets para permitir CPUs menores e mais eficientes.

Como uma solução de chip único que inclui CPU, GPU, memória e muito mais, o SOC apresenta um substituto mais rápido e compacto para tecnologias anteriores de vários chips.

Uma CPU que funciona de forma mais rápida e consistente é o resultado final do agrupamento de todos esses componentes de hardware e software em um único chip.

O que é um Núcleo?

A unidade de processamento que executa tarefas em um determinado momento é chamada de núcleo, e uma CPU pode ter um ou mais deles.

A ordem de execução das tarefas, registradores e cache serão todos mantidos pelo núcleo, que também realizará operações usando a ALU.

O sistema operacional agenda cada thread ou processo de software executado por um núcleo controlado pela CPU.

Um thread é um conjunto autônomo de instruções que uma CPU pode manipular.

O “cérebro” de uma CPU é chamado de núcleo ou núcleo da CPU. Ele recebe comandos e executa cálculos ou outras operações para realizar esses comandos. Múltiplos núcleos são possíveis para CPUs.

Os processadores dual-core têm dois núcleos; os processadores quad-core têm quatro núcleos; Os processadores hexa-core têm seis núcleos; e os processadores octa-core têm oito núcleos.

A maioria das CPUs de consumo tem entre dois e doze núcleos em 2019. As CPUs para estações de trabalho e servidores podem ter até 48 núcleos.

Operações separadas podem ser realizadas por cada núcleo da CPU dos outros. O cache de memória da CPU pode permitir que muitos núcleos cooperem em operações paralelas em uma coleção compartilhada de dados.

O que é uma vCPU?

Uma unidade de processamento central (CPU) real atribuída a uma máquina virtual é chamada de CPU virtual (vCPU), também chamada de processador virtual (VM).

Cada uma das máquinas virtuais recebe uma vCPU por padrão. No entanto, suponha que o host físico tenha acesso a muitos núcleos de CPU. Nesse caso, um escalonador de CPU aloca contextos de execução e a CPU virtual efetivamente se torna uma série de slots de tempo em processadores lógicos.

É crucial para um administrador compreender como seu provedor de nuvem registra a utilização de vCPU em um fatura porque o tempo de processamento é exigível.

É crucial que o administrador entenda que o desempenho não aumentará necessariamente com mais vCPUs.

Isso se deve ao fato de que, quando o número de vCPUs aumenta, o escalonador tem mais dificuldade para sincronizar os intervalos de tempo nas CPUs reais, e o tempo de espera pode afetar o desempenho.

O paradigma de computação multi-threaded de multiprocessamento simétrico (SMP) é um componente do VMware, e inclui vCPUs.

Para aprimorar o desempenho de processos virtualizados mais paralelos, o SMP também permite que os encadeamentos sejam espalhados por muitos núcleos físicos ou lógicos.

A multitarefa sequencial é possível em um ambiente multicore graças às vCPUs.

Principais diferenças entre CPU e Core e vCPU

1. Um computador com vários núcleos de CPU é a opção ideal se você busca desempenho, pois cada núcleo pode lidar com instruções por conta própria. As vCPUs, no entanto, podem ser a melhor opção se você estiver procurando por uma solução econômica.
2. Enquanto vCPUs são representações virtuais de CPUs físicas usadas em máquinas virtuais, CPUs e núcleos são componentes físicos.
3. A Unidade Central de Processamento, ou Processador, é igual a toda a placa-mãe do seu computador. Enquanto o Core é um chip encontrado na placa-mãe. Por outro lado, VCPU é uma máquina virtual.
4. Enquanto as vCPUs são baseadas em software, as CPUs são baseadas em hardware. Isso significa que, ao contrário das CPUs virtuais produzidas por hipervisores conforme necessário, as CPUs existem fisicamente dentro do seu computador. Devido a essa variação na implementação, as CPUs são significativamente mais eficazes do que as vCPUs porque não têm a sobrecarga relacionada à operação do software.

Referências

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

Última atualização: 29 de julho de 2023