CPU 和 CPU Core 有啥區別?多核 CPU?多個 CPU?

java碼農之路 發佈 2022-12-16T08:35:30.167132+00:00

對於我們做上層 Web 開發的話,關注的應該是 CPU Core 的數量,而非 CPU 數量,比如常見的線程池的 corePoolSize 設置為 CPU 個數 * 2,這裡的 CPU 個數,其實指的就是 CPU Core 的個數。

CPU 全稱 Central Processing Unit,中央處理器,計算機的大腦,長這個樣子:

CPU 通過一個插槽安裝在主板上,這個插槽也叫做 CPU Socket,它長這個樣子:

而我們說的多核 CPU,一個 CPU 有幾個核,這個核就是 core

其實在很久之前是沒有 Core 的概念的,一個 CPU 就是一個完整的物理處理單元,之後由於多核技術的發展,CPU 的概念轉變為了一個容器(container),而 Core 則變成了真正的物理處理單元

一個 CPU 中可以有多個 Core,各個 Core 之間相互獨立且可以並行執行

所以你說一個多核 CPU 支不支持多進程/線程並行?

當然是可以的,進程具體是由 Core 來執行的,並不是說 1 個 CPU 同時只能執行 1 個進程/線程。

A core can work on one task, while another core works a different task, so the more cores a CPU has, the more efficient it is(一個核心可以執行一項任務,而另一個核心執行不同的任務,因此 CPU 擁有的核心越多,它的效率就越高)

一般來說,我們可以將一個 Core 分為三個主要部分:控制單元(Control Unit,CU)、算術邏輯單元(Arithmetic-Logic Unit,ALU)和內存(Memory)

  • 控制單元:使 Core 與計算機系統的其他組件進行通信
  • 算術邏輯單元:這個單元由執行算術和邏輯運算的電子電路組成。通常,ALU 執行四種算術運算 - 加、減、乘、除。此外,它通常執行三個邏輯操作 - 等於、小於和大於
  • 內存:內核中構建的內存由寄存器和緩存(L1 Cache 和 L2 Cache)組成。寄存器用於保存地址、指令和核心處理計算結果。緩存是高速隨機訪問存儲器,它保存 Core 可能會(重新)使用的數據

除了這三大塊,Core 中還包括時鐘和總線,就不詳細說了,下圖顯示了一個抽象的 Core 架構:

那這些 Core 互相獨立的執行任務,誰負責來對他們進行協調呢?

沒錯,CPU 上剩餘的部分,也就是 UnCore 部分就是幹這個事兒的: Coordinates cores for executing tasks in a computer system. (常見的比如 L3 Cache 就是在這裡,一個 CPU 上的所有 Core 共享一個 L3 Cache)

可以配合下面這個圖片理解下,來源 https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/articles/technical/performance-counter-monitor.html

對於我們做上層 Web 開發的話,關注的應該是 CPU Core 的數量,而非 CPU 數量,比如常見的線程池的 corePoolSize 設置為 CPU 個數 * 2,這裡的 CPU 個數,其實指的就是 CPU Core 的個數

當然了,還有 Hyper-threading 超線程這種技術,在 Core 的基礎上再做擴展,將一個 Core 分裂成多個虛擬核心 Virtual Core,本文就不多做解釋了~

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