CPU 核心，多核心，線程，核心與線程，超線程 · Guru99 中文系列教程

# CPU 核心，多核心，線程，核心與線程，超線程 > 原文： [https://www.guru99.com/cpu-core-multicore-thread.html](https://www.guru99.com/cpu-core-multicore-thread.html) ## 什么是并發或單核？在操作系統中，并發定義為系統在重疊的時間階段中運行兩個或多個程序的能力。 <figure style="margin-left: auto;margin-right: auto;"> ![](https://img.kancloud.cn/75/bc/75bc92173a046d14bb2d841945b217aa_927x479.png) 帶有時間分片的并發執行如您所見，在任何給定時間，只有一個進程正在執行。因此，并發只是實際并行執行的廣義近似。這種情況可以在具有單核處理器的系統中找到。在本并發教程中，您將學習 * [什么是并發或單核？](#1) * [什么是并行執行或（多核）？](#2) * [什么是線程？](#3) * [什么是多線程？](#4) * [多線程如何工作？](#5) * [什么是 CPU 核心？](#6) * [單核的主要問題是什么？](#7) * [多核提供的解決方案：](#8) * [多核處理器](#9)的優勢 * [核心與線程之間的差異](#10) * [什么是超線程？](#11) ## 什么是并行執行或（多核）？在并行執行中，將由一個進程執行的任務分解為多個子部分，并且多個 CPU（或多個內核）恰好在同一時間處理每個子任務。 <figure style="margin-left: auto;margin-right: auto;"> ![](https://img.kancloud.cn/1d/54/1d5489dd498a6ce1df445f8f93002d81_640x466.png) Parallel Execution 如您所見，在任何給定時間，所有進程都在執行中。實際上，并行執行的是流程的子任務，但是為了更好地理解，您可以將它們可視化為流程。因此，并行性是可以同時處理多個任務的真實方式。這種情況可以在具有多核處理器的系統中找到，該系統包括幾乎所有現代的商用處理器。 ## 關鍵區別 * 內核增加了一次完成的工作量，而線程則提高了吞吐量和計算速度。 * 核心是實際的硬件組件，而線程是管理任務的虛擬組件。 * 內核使用內容切換，而線程使用多個 CPU 來操作多個進程。 * 內核僅需要一個信號處理單元，而線程則需要多個處理單元。 ## 什么是線程？線程是并發編程的執行單元。多線程是一種允許 CPU 同時執行一個進程的許多任務的技術。這些線程可以在共享資源的同時單獨執行。 ## 什么是多線程？多線程是指在操作系統中運行多個執行線程的常見任務。它可以包含多個系統進程。 ## 多線程如何工作？例如，大多數現代 CPU 支持多線程。智能手機上的簡單應用程序可以為您提供實時演示。當您打開需要從互聯網上獲取一些數據的應用程序時，該應用程序的內容區域將被微調框替換。這將旋轉直到獲取并顯示數據為止。在后臺，有兩個線程： * 一個從網絡獲取數據， * 一種渲染顯示微調器的 GUI 這兩個線程一個接一個執行，給人以并行執行的錯覺。 ## 什么是 CPU 核心？ CPU 內核是其存在或特性的核心部分。以與計算機系統相同的方式，CPU 也稱為核心。核心處理器基本上有兩種類型： 1. 單核處理器 2. 多核處理器 ## 單核的主要問題是什么？單核主要存在兩個問題。 * 為了更快地執行任務，您需要增加時鐘時間。 * 時鐘時間的增加將功耗和散熱量提高到極高的水平，從而使處理器效率低下。 ## 多核提供的解決方案： * 在同一個芯片上創建兩個或更多內核，以提高處理能力，同時也將時鐘速度保持在有效水平。 * 具有兩個以高效速度運行的內核的處理器可以以與單核處理器相似的速度處理指令。它的時鐘速度是原來的兩倍，但是多核進程消耗的能量更少。 ## 多核處理器的優勢這是多核處理器的一些優點： * 每個選擇更多的晶體管 * 連接短 * 較低的電容 * 小電路可以快速工作 ## 核心與線程之間的差異 | **參數** | **核心** | **線程** | | 定義 | CPU 核心意味著實際的硬件組件。 | 線程是指管理任務的虛擬組件。 | | 處理 | 從線程向 CPU 饋送任務。因此，僅當第一線程發送的信息不可靠時，才訪問第二線程。 | CPU 如何與多個線程進行交互有許多不同的變體。 | | 實作 | 通過交錯操作實現 | 通過起訴多個 CPU 來執行 | | 效益 | 一次增加完成的工作量。 | 提高吞吐量，加快計算速度。 | | 利用 | 核心使用內容切換 | 使用多個 CPU 來運行多個進程。 | | 所需處理單位 | 只需要信號處理單元。 | 需要多個處理單元。 | | 例 | 同時運行多個應用程序。 | 在群集上運行 Web 搜尋器。 | ## 什么是超線程？超線程是英特爾將并行計算引入最終用戶 PC 的第一項努力。它于 2002 年首次在奔騰 4 上用于臺式機 CPU。當時的奔騰 4 僅具有一個 CPU 內核。因此，它僅執行單個任務，無法執行任何類型的多種操作。具有超線程的單個 CPU 看起來像是操作系統的兩個邏輯 CPU。在這種情況下，CPU 是單個，但是 OS 為每個核心考慮兩個 CPU，并且 CPU 硬件為每個 CPU 核心具有一套執行資源。因此，CPU 假定比其具有多個核心，并且操作系統為每個單個 CPU 核心假定兩個 CPU。 #### 摘要： * 線程是并發編程的執行單元。 * 多線程是指在操作系統中運行多個執行線程的常見任務 * 如今，許多現代 CPU 支持多線程 * 超線程是英特爾將并行計算引入最終用戶 PC 的第一項努力。 * CPU 核心是其存在或特征的核心部分 * 在其中，操作系統并發定義為系統在重疊的時間階段中運行兩個或多個程序的能力。 * 在并行執行中，將由流程執行的任務分為多個子部分。 * 單核處理器的主要問題是，為了更快地執行任務，您需要增加時鐘時間。 * 多核通過在同一裸片上創建兩個或更多核以提高處理能力來解決此問題，并將時鐘速度保持在有效水平。 * 多核系統的最大好處是，它可以幫助您根據選擇創建更多的晶體管 * CPU 核心是指實際的硬件組件，而線程是指管理任務的虛擬組件。