CPU vs Core vs vCPU: разница и сравнение

Согласно историческим источникам, самые ранние электронные компьютеры были разработаны в начале 1800-х годов.

Из-за их размера, стоимости и сложности управлять этими компьютерами могли только квалифицированные математики и ученые.

Аналитическая машина, первый механический компьютер общего назначения в истории, была впервые упомянута Бэббиджем в 1937 году.

Аналитическая машина включала в себя арифметико-логический блок, условное ветвление, циклы для потока управления и встроенную память, как и в современном компьютере.

Шло время и благодаря вмешательству больших умов мы узнали о ЦП, который бывает разных видов.

Когда мы говорим о процессорном блоке, то имеем в виду процессор, ядро ​​ЦП, которое сейчас выпускается в различных типах — Core i5 и Core i7.

Затем мы узнаем о VCPU, также известном как виртуальный центральный процессор.

Основные выводы

1. ЦП (центральный процессор) — это основной процессор компьютера, ядро ​​— это отдельный процессор внутри ЦП, а виртуальный ЦП (виртуальный ЦП) — это виртуализированный процессор, назначенный виртуальной машине.
2. Многоядерные процессоры позволяют выполнять параллельную обработку, повышая общую производительность.
3. Виртуальные ЦП обеспечивают более эффективное использование физических ресурсов и повышают производительность в виртуализированных средах.

ЦП против ядра против виртуального ЦП

ЦП — это компонент компьютера, который выполняет интерпретацию и выполнение инструкций, что позволяет ему выполнять свои задачи. Он аппаратный. Ядро — это процессор ЦП, который читает и выполняет программные инструкции. Виртуальный ЦП — это программный физический ЦП, назначенный виртуальной машине.

Сравнительная таблица

Параметры сравнения	ЦП	Основные	ВЦПУ
Функция	Физический процессор.	Мозг процессора	Виртуальный процессор
Определение	Электронная схема внутри компьютера, которая обрабатывает все инструкции, которые она получает от аппаратного и программного обеспечения, работающего на компьютере.	Блок обработки, который получает инструкции для выполнения действий на основе инструкций	Виртуальный ЦП (vCPU), также известный как виртуальный процессор, представляет собой физический центральный процессор (ЦП), который назначается виртуальной машине (ВМ).
Адрес	Компонент внутри компьютера.	Находится внутри процессора.	Расположен Виртуально, управляется виртуальной машиной.
Процессор/Ядро	Компьютер может иметь несколько ЦП или процессоров	ЦП может иметь одно или несколько ядер	симметричная многопроцессорная обработка

Что такое процессор?

Мозг вашего компьютера называется центральным процессором или процессором.

Он интерпретирует команды, назначает задания и производит расчеты. Команды, которые вы отправляете на свой компьютер с помощью мыши и клавиатуры, переводятся ЦП и делегируются, например, когда вы просите его загрузить видео.

ЦП должен был самостоятельно выполнять эти операции на первых компьютерах.

Однако другие части современных технологий, такие как GPU, выполняют некоторые операции самостоятельно.

Современные процессоры теперь играют более контролирующую роль, управляя меньшим количеством вычислений напрямую, но при этом отслеживая выполнение заданий.

Раньше, когда не производились смартфоны и планшеты, для установления связи между процессором вашей системы и вами использовались различные наборы микросхем.

Наборы микросхем — это интегральные схемы, которые связывают центральный процессор вашего компьютера с любыми внешними устройствами, такими как клавиатура, хранилище и оперативная память.

Но по мере развития технологий решения системы на чипах (SOC) почти полностью вытеснили наборы микросхем, чтобы обеспечить меньшие по размеру и более эффективные ЦП.

Являясь одночиповым решением, включающим ЦП, ГП, память и многое другое, SOC представляет собой более быструю и компактную замену более ранним многочиповым технологиям.

ЦП, который работает быстрее и стабильнее, является конечным результатом объединения всех этих аппаратных и программных компонентов в один чип.

Что такое ядро?

Блок обработки, который выполняет задачи в определенное время, называется ядром, и у ЦП может быть одно или несколько из них.

Порядок выполнения заданий, регистры и кэш будут поддерживаться ядром, которое также будет выполнять операции с использованием ALU.

Операционная система планирует каждый поток или программный процесс, выполняемый ядром, управляемым ЦП.

Поток — это автономный набор инструкций, которые может обрабатывать ЦП.

«Мозг» ЦП называется ядром или ядром ЦП. Он получает команды и выполняет вычисления или другие операции для выполнения этих команд. Для процессоров возможно несколько ядер.

Двухъядерные процессоры имеют два ядра; четырехъядерные процессоры имеют четыре ядра; Шестиядерные процессоры имеют шесть ядер; а восьмиъядерные процессоры имеют восемь ядер.

По состоянию на 2019 год большинство потребительских ЦП имеют от двух до двенадцати ядер. ЦП для рабочих станций и серверов могут иметь до 48 ядер.

Каждое ядро ​​ЦП может выполнять отдельные операции от других. Кэш памяти ЦП может позволить многим ядрам взаимодействовать в параллельных операциях над общим набором данных.

Что такое виртуальный ЦП?

Фактический центральный процессор (ЦП), назначенный виртуальной машине, называется виртуальным ЦП (вЦП), также называемым виртуальным процессором (ВМ).

Каждая виртуальная машина по умолчанию получает один виртуальный ЦП. Однако предположим, что физический хост имеет доступ ко многим ядрам ЦП. В этом случае планировщик ЦП выделяет контексты выполнения, и виртуальный ЦП фактически становится серией временных интервалов на логических процессорах.

Для администратора крайне важно понимать, как его облачный провайдер регистрирует использование vCPU в счет-фактура потому что время обработки является платным.

Администратору крайне важно понимать, что производительность не обязательно будет увеличиваться при увеличении числа виртуальных ЦП.

Это связано с тем, что при увеличении количества виртуальных ЦП планировщику становится сложнее синхронизировать временные интервалы на реальных ЦП, и время ожидания может повлиять на производительность.

Парадигма многопоточных вычислений с симметричной многопроцессорной обработкой (SMP) является компонентом VMware, и включает в себя виртуальные ЦП.

Для повышения производительности параллельных виртуализированных процессов SMP также позволяет распределять потоки по многим физическим или логическим ядрам.

Последовательная многозадачность возможна в многоядерной среде благодаря виртуальным ЦП.

Основные различия между CPU и Core и vCPU

1. Компьютер с несколькими ядрами ЦП — идеальный вариант, если вам нужна производительность, поскольку каждое ядро ​​может обрабатывать инструкции самостоятельно. Однако виртуальные ЦП могут быть лучшим вариантом, если вы ищете экономичное решение.
2. Хотя виртуальные ЦП — это виртуальные представления физических ЦП, которые используются в виртуальных машинах, ЦП и ядра — это физические компоненты.
3. Центральный процессор или процессор — это то же самое, что и вся материнская плата вашего компьютера. В то время как Core — это микросхема, установленная на материнской плате. С другой стороны, VCPU — это виртуальная машина.
4. В то время как виртуальные ЦП основаны на программном обеспечении, ЦП основаны на оборудовании. Это означает, что, в отличие от виртуальных ЦП, создаваемых гипервизорами по мере необходимости, ЦП физически существуют внутри вашего компьютера. Из-за этого различия в реализации ЦП значительно более эффективны, чем виртуальные ЦП, поскольку у них нет накладных расходов, связанных с работой в программном обеспечении.

Рекомендации

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

Последнее обновление: 29 июля 2023 г.