Centriniai procesoriai (CPU) yra mūsų kompiuterių smegenys. Jie apdoroja viską, ką darome kasdien, nuo programos atidarymo iki filmo žiūrėjimo. Bet kas tiksliai yra CPU? Kaip tai veikia? O kuo CPU skiriasi nuo vis populiarėjančių vCPU?
Kompiuterių smegenų supratimas
Remiantis išsamiu istorijos vadovu, pirmieji elektroniniai kompiuteriai buvo sukurti 1800-ųjų pradžioje paskelbė G2. Tačiau šie kompiuteriai buvo dideli ir brangūs, jais galėjo naudotis tik apmokyti matematikai ir mokslininkai.
Charlesas Babbage'as yra pripažintas už pirmosios skaičiavimo mašinos, skirtumų varikliu, išradimą, kuris gali būti užprogramuotas atlikti bet kokius skaičiavimus, kuriuos būtų galima atlikti rankomis. Tačiau „Difference Engine“ projektas niekada nebuvo baigtas dėl finansavimo trūkumo, pagal Kompiuterių istorijos muziejų.
1937 m. Babbage'as pirmą kartą paminėjo analitinį variklį, kuris taps pirmuoju pasaulyje bendrosios paskirties mechaniniu kompiuteriu. „Analitinis variklis apėmė visus šiuolaikinio kompiuterio elementus: aritmetinį loginį bloką, valdymo srautą sąlyginio šakojimo ir kilpų pavidalu bei integruotą atmintį.
Elektronikos užrašai).Pagrindinis šių dienų kompiuterio komponentas yra centrinis procesorius arba centrinis procesorius. CPU yra atsakingas už programinės įrangos, pvz., operacinės sistemos ar taikomosios programos, jam duotų instrukcijų vykdymą. Žodžiu, galite galvoti apie procesorių kaip apie savo kompiuterio smegenis. CPU susideda iš dviejų pagrindinių dalių: valdymo bloko ir aritmetinio loginio bloko (ALU). Jei šie sutrumpinimai jus suklaidina, žiūrėkite mūsų apžvalga, kuo skiriasi APU, CPU ir GPU.
Valdymo blokas yra atsakingas už instrukcijų paėmimą iš atminties, jų dekodavimą ir siuntimą į aritmetinį loginį bloką vykdyti. ALU atlieka aritmetines ir logines operacijas su duomenimis, saugomais registruose, kurie yra vidinės atminties blokai procesoriaus viduje.
Modernus CPU taip pat yra talpykla, kuri yra nedidelė didelės spartos atminties talpa, kurioje saugomos dažnai naudojamos instrukcijos ir duomenys. Talpyklos skirstomos į lygius; 1 lygio (L1) talpykla yra įmontuota pačiame procesoriaus bloke, 2 lygio (L2) talpykla yra atskirame luste arti centrinis procesorius ir 3 lygio (L3) talpykla yra toliau nuo procesoriaus savo mikroschemoje ar net savo grandinėje lenta.
CPU vs. vCPU
Išpopuliarėjus debesijos paslaugoms, atsirado virtualus centrinis procesorius arba sutrumpintai vCPU. TechTarget apibrėžia vCPU kaip „fizinis centrinis procesorius (CPU), priskirtas virtualiai mašinai (VM).“
Virtualios mašinos iš esmės yra savarankiškos operacinės sistemos, kurios veikia kitoje operacinėje sistemoje tarsi programos. VM naudojamos įvairiems tikslams, pavyzdžiui, naujos programinės įrangos testavimui saugioje aplinkoje, kelioms operacinėms sistemoms (pvz., „Windows“ ir „Linux“) tame pačiame kompiuteryje arba sujungti kelis fizinius serverius į vieną serverį, kad sutaupytumėte vietos ir sumažintumėte išlaidas.
Taigi, vCPU yra procesoriaus programinė įranga; jis fiziškai neegzistuoja jūsų kompiuteryje, kaip tikras CPU. Hipervizorius, kuri yra programinė įranga, kurianti ir valdanti VM, priskiria vCPU virtualiai mašinai. Kiekvieną VCPU operacinė sistema VM viduje mato kaip tikrą procesoriaus branduolį. Žiūrėkite mūsų hipervizorių paaiškinimas norėdami sužinoti daugiau.
Tačiau kadangi vCPU yra pagrįsti programine įranga, jie nėra tokie veiksmingi kaip tikri procesoriai. Todėl svarbu nurodyti, kiek branduoliai, kuriuos turi jūsų procesorius kai perkate kompiuterį (pvz., „keturių branduolių“ reiškia keturių branduolių). Ta pati taisyklė galioja renkantis virtualų privatų serverį (VPS) arba dedikuoto serverio prieglobos planą.
Pagrindinis skirtumas tarp procesorių ir vCPU yra tas, kad procesoriai yra pagrįsti aparatine įranga, o vCPU - programine įranga. Tai reiškia, kad CPU fiziškai yra jūsų kompiuteryje, o vCPU jų nėra; vietoj to, kai reikia, juos sukuria hipervizoriai. Dėl šio įgyvendinimo skirtumo CPU yra daug efektyvesni nei vCPU; jie neturi papildomų išlaidų, susijusių su programine įranga.
Nuo 2000-ųjų pradžios vCPU tapo vis populiaresni, nes jie pigesni ir lengviau priskiriami nei fiziniai procesoriai; tačiau jei ieškote našumo, geriausia naudoti kompiuterį su keliais procesoriaus branduoliais, nes kiekvienas branduolys gali savarankiškai apdoroti instrukcijas.
Šerdys vs. Siūlai
CPU gali turėti vieną ar daugiau branduolių, tai yra apdorojimo blokas, kuris atlieka užduotis nurodytu laiku. Šerdis palaikys užduočių vykdymo tvarką, registrus ir talpyklą (jei taikoma) ir atliks operacijas per ALU. Centrinis procesorius valdo branduolius, tačiau branduolys vykdo kiekvieną operacinės sistemos suplanuotą programinės įrangos procesą arba giją. Gija yra nepriklausoma instrukcijų seka, kurią gali apdoroti centrinis procesorius.
Tame pačiame procese gali egzistuoti kelios gijos ir dalytis ta pačia atminties vieta. Tai leidžia jiems lengviau bendrauti tarpusavyje nei tuo atveju, jei jie veiktų atskiruose procesuose. Gijos dažnai naudojamos siekiant pagerinti kelių gijų programų našumą, leidžiant skirtingoms programos dalims vienu metu veikti skirtinguose branduoliuose arba procesoriuose.
Sąvoka „gija“ kompiuterijos terminologijoje vartojama daug metų; tačiau tik 2000-ųjų pradžioje procesoriuose buvo įdiegtas gijų palaikymas aparatūros lygiu. Tai leido vienu metu vykdyti kelias gijas atskiruose branduoliuose. Anksčiau viename branduolyje vienu metu buvo galima vykdyti tik vieną giją, neatsižvelgiant į tai, kiek branduolių buvo procesoriuje. Daugiagysliai procesoriai dabar yra įprasti, o dauguma operacinių sistemų tam tikru lygiu palaiko programas kaip kelios gijos.
Apibendrinant pagrindines problemas
Apibendrinant galima pasakyti, kad CPU yra mūsų kompiuterių aparatinės įrangos smegenys, o jų virtualūs atitikmenys vCPU yra pagrįsti programine įranga ir sukurti hipervizorių, kad galėtų veikti virtualiose mašinose. Šerdys yra procesoriaus aparatinės įrangos apdorojimo įrenginiai, o gijos yra programinės įrangos instrukcijos, kurias gali apdoroti centrinis procesorius.
Temos gali būti vykdomos vienu metu atskiruose branduoliuose, todėl skirtingos programos dalys gali veikti vienu metu. Tai gali pagerinti aparatinės įrangos našumą, nes kelias užduotis galima apdoroti vienu metu, o ne paeiliui.
Dabar, kai suprantate skirtumą tarp procesorių, vCPU, branduolių ir gijų, galite priimti pagrįstą sprendimą rinkdamiesi kompiuterį ar serverį. Jei ieškote našumo, geriausia rinktis kompiuterį su keliais procesoriaus branduoliais, nes kiekvienas branduolys gali savarankiškai apdoroti instrukcijas. Tačiau jei ieškote ekonomiškai efektyvaus sprendimo, vCPU gali būti tinkamas būdas.