對于一些剛入門的同行，很多時候都無法準確地解析出物理CPU和虛擬CPU的區別。所以本文將主要講解物理CPU和虛擬CPU到底有什么區別？它們之間的關系是怎樣的？

1. 基本概念

物理CPU：是實際硬件中的中央處理器，執行計算任務的核心部件，每個物理CPU由多個核心（Core）組成。

虛擬CPU（vCPU）：虛擬CPU是虛擬化技術中的一個概念，它并不是實際的硬件，而是通過虛擬化管理程序（如VMware、Hyper-V、KVM等）創建出來的虛擬化資源單元。虛擬CPU是由物理CPU核心或其線程分配出來的虛擬處理能力。

2. 硬件與抽象

物理CPU是硬件實體，直接執行計算。

vCPU是虛擬化軟件層的抽象，不是獨立的硬件，依賴物理CPU的資源。

3. 性能

物理CPU的性能直接與硬件有關，它的計算能力受到硬件規格、核心數、時鐘頻率等因素的限制。物理CPU的核心和線程是獨立的計算單元，因此性能穩定且強大。

vCPU的性能則受到多個因素的影響。首先，多個虛擬機往往共享物理服務器的CPU資源，因此vCPU的性能會受到資源競爭的影響。當多個虛擬機同時運行時，如果物理CPU的資源不足，vCPU的性能可能會下降。另外虛擬化技術本身也帶有一定的開銷

總結來說，物理CPU的性能更為穩定和強大，而vCPU的性能受限于資源分配和虛擬化層的開銷。

4. 資源分配

物理CPU的核心數是固定的，物理計算資源有限。例如，一臺服務器可能有2顆8核的物理CPU，共計16個核心。

vCPU可以靈活分配給虛擬機，多個vCPU共享物理CPU資源。虛擬機可以根據需要分配1個或多個vCPU。vCPU的數量不等同于物理CPU的核心數，一個vCPU可以表示一個物理CPU核心的分配，也可以表示一個物理CPU核心中的一個執行線程。

5 兩者計算方式詳解

在物理CPU和虛擬CPU（vCPU）的關系中，主要涉及物理CPU的核心數、線程數，以及vCPU的分配方式。以下是幾種常見的計算公式或關系：

(1) vCPU與物理CPU核心數的關系

假設你有一臺服務器，物理CPU的核心數為C，每個核心支持超線程或多線程，如果每個物理核心能支持 T 個線程，那么該物理CPU的線程數為：

線程數=C*T

示例：

如果一臺服務器有 2 個物理CPU，每個CPU有 8 個核心，并且每個核心支持 2 個線程（超線程），則物理服務器的線程數為：

線程數=2×8×2=32 個線程

這些線程可以作為虛擬CPU的資源提供給虛擬機。

(2) vCPU分配公式

在虛擬化環境中，vCPU的分配并不總是1:1對應物理核心或線程。一個虛擬機可以根據需要分配多個vCPU，多個虛擬機共享物理CPU資源。通常情況下，vCPU數量的分配可以參考以下公式：

vCPU=線程數/虛擬機數量

但是，多個虛擬機之間可能會存在資源競爭，超分配可能導致vCPU的性能波動。通常虛擬化平臺會允許分配超過物理線程數的vCPU數量，但會隨著負載的增加影響每個vCPU的性能。

(3) 超分配計算

如果虛擬化環境允許超分配（即vCPU總數超過物理CPU線程數），超分配比率可以通過以下公式計算：

超分配比率=vCPU/物理線程數

示例：

假設有 32 個物理線程（如前面的例子），并且你分配了 64 個vCPU：

超分配比率=64/32=2

這意味著虛擬化平臺超分配了 2 倍的vCPU資源。雖然這樣做可以提升資源利用率，但也可能導致過度爭用，降低性能。

服務器上查看CPU信息：

[root@localhost ~]# lscpu
Architecture:          x86_64   # 架構
CPU op-mode(s):        32-bit, 64-bit  # 運行方式
Byte Order:            Little Endian
CPU(s):                48   # 邏輯CPU數
On-line CPU(s) list:   0-47  # 在線CPU
Thread(s) per core:    2   #每個核心線程
Core(s) per socket:    12  #每個cpu插槽核數/每顆物理cpu核數
Socket(s):             2   #cpu插槽數
NUMA node(s):          2   #非統一內存訪問節點
Vendor ID:             GenuineIntel  #cpu廠商ID 
CPU family:            6  #cpu系列   
Model:                 85
Model name:            Intel(R) Xeon(R) Gold 5118 CPU @ 2.30GHz  #型號名稱
....

6. 應用場景

物理CPU適用于高性能計算和單機資源要求大的應用。

vCPU適用于虛擬化環境、云計算、數據中心等需要資源靈活管理的場合。