【PC Basic】CPU、核、多线程的那些事儿

一、CPU与核的概念

1、半导体中名词【Wafer】【Chip】【Die】中文名字和用途

• Wafer——晶圆
  
  wafer 即为图片所示的晶圆，由纯硅（Si）构成。一般分为6英寸、8英寸、12英寸规格不等，晶片就是基于这个wafer上生产出来的。晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的集成电路产品。

• Die——晶粒
  
  Wafer上的一个小块，就是一个晶片晶圆体，学名Die，封装后就成为一个颗粒。晶粒是组成多晶体的外形不规则的小晶体，而每个晶粒有时又有若干个位向稍有差异的亚晶粒所组成。晶粒的平均直径通常在0.015~0.25mm范围内，而亚晶粒的平均直径通常为0.001mm数量级。

• Chip——芯片
  
  一片载有Nand Flash晶圆的Wafer，Wafer首先经过切割，然后测试，将完好的、稳定的、足容量的Die取下，封装形成日常所见的Nand Flash芯片（Chip）。芯片一般主要含义是作为一种载体使用，并且集成电路经过很多道复杂的设计工序之后所产生的一种结果。

2、什么是CPU核

核心（Die）又称为内核，是CPU最重要的组成部分。CPU核数，即指的是CPU内核数量。CPU中心那块隆起的芯片就是核心，是由单晶硅以一定的生产工艺制造出来的，CPU所有的计算、接受/存储命令、处理数据都由核心执行。各种CPU核心都具有固定的逻辑结构，一级缓存、二级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都会有科学的布局。常见的CPU核数有双核、四核、六核、八核、十二核等。在内核频率、缓存大小等条件相同的情况下，CPU内核数量越多，CPU的整体性能越强。比如3.8GHz的6核CPU就比3.8GHz的双核CPU性能要强。

物理核

• 物理核数量=cpu数(机子上装的cpu的数量)*每个cpu的核心数

虚拟核

• 所谓的4核8线程，4核指的是物理核心。通过超线程技术，用一个物理核模拟两个虚拟核，每个核两个线程，总数为8线程。
• 在操作系统看来是8个核，但是实际上是4个物理核。
• 通过超线程技术可以实现单个物理核实现线程级别的并行计算，但是比不上性能两个物理核。

3、多核CPU和多个CPU有何区别？

为什么非得要费力气把CPU核心封装到一个盒子里呢？

先说结论，多核CPU和多CPU的区别主要在于性能和成本。

• 多核CPU性能最好，但成本最高；
• 多CPU成本小，便宜，但性能相对较差。

我们来看一个例子：如果我们需要组成一个48核的计算机，我们可以有这么三种选择：

• 把48个核全部做到一个大Die上，Die很大。这个Die加上一些外围电路组成一个单Die多核CPU。
• 弄4个小Die，每个Die 12个内核，每个Die很小。把这4个Die，加上互联总线和外围电路，全部封装（Packaging）到一个多Die多核CPU中。
• 还是弄4个Die，每个Die 12个内核，每个Die很小。每个Die加上外围电路封装成一个单独的CPU，4个CPU再通过总线组成一个多路(way/socket)系统。

多核CPU

一个核心只能同时执行一个线程

二、进程和线程

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