一、关于CPU的几个概念
CPU的作用
计算机中的*处理单元(CPU)执行基本的计算工作 -- 运行程序。但是,一个单核的CPU同一时间只能一次执行一个任务,为了提高计算机的处理能力,也就出现了多CPU,超线程(HT)和多核CPU的技术。
大多数计算机只有一个物理CPU。单个CPU可能具有多个内核或超线程技术,但是仍然只有一个物理CPU插入主板上的单个CPU插槽。在超线程和多核CPU出现之前,人们试图通过添加额外的CPU,为计算机增加额外的处理能力。这需要一个带有多个CPU插槽的主板 --将多个CPU插入不同的插槽。主板还需要额外的硬件将这些CPU插槽连接到RAM和其他资源。这里有很多开销 -- 如果CPU需要相互通信,则会有额外的延迟,具有多个CPU的系统将消耗更多的电力,并且主板需要更多的插座和硬件以及电路。
在个人pc上,有多颗cpu的不多,不过在如今的服务器上,物理cpu一般都是2颗标配。因为服务器需要更多的处理能力
超线程(Hyper-Threading,简称“HT”)”技术。超线程技术就是利用特殊的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器都能使用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,减少了CPU的闲置时间,提高的CPU的运行效率。
CPU之超线程(HT)
超线程技术是在一颗CPU同时执行多个程序而共同分享一颗CPU内的资源,理论上要像两颗CPU一样在同一时间执行两个线程,虽然采用超线程技术能同时执行两个线程,但它并不象两个真正的CPU那样,每个CPU都具有独立的资源。CPU 仍然是单个CPU,而操作系统则看到了2个CPU,当两个线程都同时需要某一个资源时,其中一个要暂时停止,并让出资源,直到这些资源闲置后才能继续。因此超线程的性能并不等于两颗CPU的性能。
多核CPU
最初,CPU只有有一个核心。这意味着物理CPU有一个单一的*处理单元。为了提高性能,制造商添加额外的“核心”或*处理单元。双核CPU有两个*处理单元,所以操作系统看起来是两个CPU。不同的进程可以同时使用每个核心。这样可以加快系统处理速度,因为这时的计算机可以同时执行多项任务。
与超线程不同,双核CPU在 CPU 芯片上实际上有两个*处理单元,四核CPU有四个*处理单元,八核CPU有八个*处理单元,等等。这有助于显著提高处理的性能,同时保持物理CPU单元的小型化,使其更适合单个插槽。只需要单个CPU插槽即可插入一个CPU单元 --- 而不是四个不同的CPU插槽,四个不同的CPU,每个都需要自己的电源,冷却和其他硬件的连接消耗。因为它们都在同一个芯片上,所有具有更少的延迟,核心可以更快的通信。
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二、如何正确查看主机上的cpu相关数量呢?
总核心数 = 物理CPU颗数 * 每颗CPU上核心数
总线程数(逻辑CPU数) = 物理CPU颗数 * 每颗CPU上核心数 * 每颗核心数上的线程 或者 总线程数(逻辑CPU数) = 总核心数 * 每颗核心数上的线程
注意:此处的 ‘线程’ 和 ‘操作系统内的线程’ 不是一回事,从cpu的角度来看,一个线程(“thread of execution”的简写)只是一个有序的指令序列,告诉计算机该做什么。
第一种方式:
查看主机上物理cpu的颗数
[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo |grep "physical id" | sort -u |wc -l
查看主机上每颗cpu上的核心数
[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo |grep "cpu cores"|sort -u
cpu cores :
查看主机上总逻辑CPU数量(方式1)
[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo |grep "core id"|wc -l
快速查看主机上总逻辑CPU数量(方式2)
[root@localhost ~]# nproc --all
快速查看主机上总逻辑CPU数量(方式3)
[root@localhost ~]# getconf _NPROCESSORS_ONLN
快速查看主机上总逻辑CPU数量(方式4)
[root@localhost ~]# cat /sys/devices/system/cpu/online
-
备注:0-7 : 从第0个到第7个
第二种方式:
使用lscpu 命令
[root@localhost ~]# lscpu
...省略输出
CPU(s):
On-line CPU(s) list: -
Thread(s) per core:
Core(s) per socket:
Socket(s): 2
...省略输出
Model name: Intel(R) Xeon(R) CPU E5620 @ 2.40GHz
从上面可以看出以下信息:
Socket(s) : 物理cpu 颗数 2颗
Core(s) per socket : 每颗CPU上核心数 4个
Thread(s) per core : 每个核心的线程数 1个
CPU(s): 总的逻辑CPU数
所以该机器上最大的线程数(逻辑CPU数)就是: 2 CPU * 4 Cores * 1 threads = 8 threads
上面是没有开启超线程技术,如果开启超线程(HT)后,则应该是 2 CPU * 4 Cores * 2 threads = 16 threads
下图是上述处理器的详细信息,如果你也对你的服务器核数不确定时,可以先去官网进行查询:
另外补充下,如何在系统内判断主机是否开启了超线程(HT)技术呢?请继续往下看
第一种方式:
lscpu命令
[root@localhost ~]# lscpu
...省略输出
CPU(s):
On-line CPU(s) list: -
Thread(s) per core:
Core(s) per socket:
Socket(s):
...省略输出
Thread(s) per core 为1 则表示禁用了超线程或者该CPU不支持超线程,如果为2 则表示启用了HT
第二种方式
[root@niunyun ~]# grep -E "cpu cores|siblings|physical id" /proc/cpuinfo |xargs -n |sort -u
physical id : siblings : cpu cores :
physical id : siblings : cpu cores :
从这里看下, siblings 是 cpu cores 的 2倍,这说明启用了超线程。如果没启用HT,则是相同的数字。
本文只是浅谈了cpu如何查看核心数、线程数等方法,更深的还有线程SMP 、NUMA架构。如果文中有错别观点之处,还请大家及时指出,我会及时改正哈。希望有更深的探讨。文章有些参考内容均在文末有链接。
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文中参考链接:
https://www.howtogeek.com/194756/cpu-basics-multiple-cpus-cores-and-hyper-threading-explained/
https://arstechnica.com/business/2011/04/ask-ars-what-is-a-cpu-thread/
http://insidehpc.com/2016/12/best-threads-per-core/