物理CPU、逻辑CPU、CPU核心、CPU线程等

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概念

CPU(Central Processing Unit)是中央处理单元, 一个物理CPU可以有1个或者多个物理内核, 一个物理内核可以作为1个或者2个逻辑CPU。

如果计算机有一个物理CPU,是双核的,支持超线程。那么这台计算机就是双核四线程。实际上几核几线程中的线程数就是逻辑CPU数。

对于两路四核超线程计算机,两路指计算机有2个物理CPU,每颗CPU中有4个物理内核,CPU支持超线程,就有2*4*2=16个逻辑CPU,
这就是通常所谓的16核计算机。如下图所示,实际能看到的2个物理CPU:

image-20210812141934962

实现16个逻辑CPU的原理图:

物理CPU、逻辑CPU、CPU核心、CPU线程等

查看cpu情况可以使用cat /proc/cpuinfolscpu

vendor id 如果处理器为英特尔处理器,则字符串是 GenuineIntel。
processor 包括这一逻辑处理器的唯一标识符。
physical id 包括每个物理封装的唯一标识符。
core id 保存每个内核的唯一标识符。
siblings 列出了位于相同物理封装中的逻辑处理器的数量。
cpu cores 包含位于相同物理封装中的内核数量。

1.拥有相同 physical id 的所有逻辑处理器共享同一个物理插座,每个 physical id 代表一个唯一的物理封装。

  1. Siblings 表示位于这一物理封装上的逻辑处理器的数量,它们可能支持也可能不支持超线程(HT)技术。
  2. 每个 core id 均代表一个唯一的处理器内核,所有带有相同 core id 的逻辑处理器均位于同一个处理器内核上。简单的说:“siblings”指的是一个物理CPU有几个逻辑 CPU,”cpu cores“指的是一个物理CPU有几个核。
  3. 如果有一个以上逻辑处理器拥有相同的 core id 和 physical id,则说明系统支持超线程(HT)技术。
  4. 如果有两个或两个以上的逻辑处理器拥有相同的 physical id,但是 core id不同,则说明这是一个多内核处理器。cpu cores条目也可以表示是否支持多内核。

物理CPU(physical cpu)

指实际服务器中插槽上的CPU硬件个数(socket),主板上实际插入的cpu数量。

由于在主板上引入多个 cpu 插槽需要更复杂的硬件支持(连接不同插槽的 cpu 到内存和其他资源),通常只会在服务器上才这样做。在家用电脑中(例如自己的办公笔记本),一般主板上只会有一个 cpu 插槽。

物理cpu数量,可以数不重复的 physical id 有几个。

以下命令都可以查看物理CPU的个数:

例如:

说明有2个物理CPU。

例2:

说明有1个物理CPU。

CPU核心数(core)

一块CPU上面能处理数据的芯片组的数量、比如现在的i5 760,是双核心四线程的CPU、而 i5 2250 是四核心四线程的CPU
一般来说,物理CPU个数×每颗核数就应该等于逻辑CPU的个数,如果不相等的话,则表示服务器的CPU支持超线程技术。若支持超线程的话,则需要再乘以2才是逻辑CPU的个数。

在CPU发展初期,每个物理 cpu 上只有一个核心(a single core),对操作系统而言,也就是同一时刻只能运行一个进程/线程。 为了提高性能,cpu 厂商开始在单个物理 cpu 上增加核心(实实在在的硬件存在),也就出现了双核心 cpu(dual-core cpu)以及多核心 cpu(multiple cores),这样一个双核心 cpu 就是同一时刻能够运行两个进程/线程的。

以下命令可以查看CPU的核数:

例1:

例2:

超线程(Hyper-Threading)

多线程技术(simultaneous multithreading/SMT)和 超线程技术(hyper–threading/HT)

SMT是AMD 和其他 cpu 厂商的称呼。 hyper–threading 是 Intel 的称呼,可以认为 hyper–threading 是 SMT 的一种具体技术实现。

CPU之所以要增加线程数,是源于多任务处理的需要。线程数越多,越有利于同时运行多个程序,因为线程数等同于在某个瞬间CPU能同时并行处理的任务数。 因此,线程数是一种逻辑的概念,简单地说,就是模拟出的 CPU 核心数。一个核心最少对应一个线程,但英特尔有个超线程技术可以把一个物理线程模拟出两个线程来用,充分发挥 CPU 性能,即一个核心可以有两个到多个线程。

逻辑CPU

Linux用户对/proc/cpuinfo 这个文件肯定不陌生.它是用来存储cpu硬件信息的
信息内容分别列出了processor 0 – n 的规格。这里需要注意的是,这里的n为逻辑CPU个数
一般情况,我们认为一颗cpu可以有多核,加上intel的超线程技术(HT),可以在逻辑上再分一倍数量的cpu core出来
逻辑CPU数量=物理cpu数量 * cpu cores 这个规格值 x 2(如果支持并开启ht)

命令查看:

例1:

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说明有56个逻辑CPU。

例2:

说明有8个逻辑CPU。

备注一下:Linux下top查看的CPU也是逻辑CPU个数,用top命令,然后输入1就可以查看逻辑CPU:

物理CPU、逻辑CPU、CPU核心、CPU线程等

虚拟CPU(vCPU)

虚拟cpu是我们在做虚拟化时候,利用虚拟化技术,虚拟出来的CPU。讨论vCPU离不开VM,因此vCPU的讨论都是在虚拟化时候,划分cpu才会讨论的问题。

内存分配中的NUMA

参考:https://www.xmmup.com/neicunfenpeizhongdenuma.html

Windows查看

使用cpuid软件可以看到我的笔记本的情况:

image-20210812123656158

也可以在任务管理器中直接查看:

物理CPU、逻辑CPU、CPU核心、CPU线程等

可以看到,我的笔记本有1个物理CPU,有4个核心,每个核心2个线程(支持超线程),所以共有8个线程数,可以认为总共有8个逻辑CPU。

另外,也可以使用命令来查看。在Windows中,在cmd命令中输入“wmic”,然后在出现的新窗口中分别输入“cpu get Name”,“cpu get NumberOfCores”,“cpu get NumberOfLogicalProcessors”即可查看物理CPU数、CPU核心数、线程数。

Name:表示物理CPU数
NumberOfCores:表示CPU核心数
NumberOfLogicalProcessors:表示CPU线程数
注释:VM虚拟机中的CPU选择的核心数实际是代表线程数。

2.在cmd命令中输入“systeminfo”,以下信息表示物理CPU有1个

VMware Workstation 中的处理器

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可知,在这里使用VMware Workstation虚拟出来了2个虚拟的物理CPU,每个CPU有3个核,则一共有6个逻辑CPU。

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    小麦苗

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