多核 CPU 和多个 CPU 有何区别

Posted 2021-05-14 bcbobo21cn

假设现在我们要设计一台计算机的处理器部分的架构。我们有两种选择，多个单核CPU和单个多核CPU。

如果我们选择多个单核CPU，那么每一个CPU都需要有较为独立的电路支持，有自己的Cache，而他们之间通过板上的总线进行通信。在这样的架构上，我们要跑一个多线程的程序（常见典型情况），不考虑超线程，那么每一个线程就要跑在一个独立的CPU上，线程间的所有协作都要走总线，而共享的数据更是有可能要在好几个Cache里同时存在。这样的话，总线开销相比较而言是很大的，怎么办？那么多Cache，即使我们不心疼存储能力的浪费，一致性怎么保证？如果真正做出来，还要在主板上占多块地盘，给布局布线带来更大的挑战；

如果我们选择多核单CPU，那么我们只需要一套芯片组，一套存储，多核之间通过芯片内部总线进行通信，共享使用内存。在这样的架构上，如果我们跑一个多线程的程序，那么线程间通信将比上一种情形更快。如果最终实现出来，对板上空间的占用较小，布局布线的压力也较小。

但是，如果需要同时跑多个大程序怎么办？假设俩大程序，每一个程序都好多线程还几乎用满cache，它们分时使用CPU，那在程序间切换的时候，光指令和数据的替换就要费多大事情啊！

所以呢，大部分一般咱们使用的电脑，都是单CPU多核的，比如我们配的Dell T3600，有一颗Intel Xeon E5-1650，6核，虚拟为12个逻辑核心。少部分高端人士需要更强的多任务并发能力，就会搞一个多颗多核CPU的机子，Mac Pro就可以有两颗。