趣云笔记
在计算机系统中，如果要想评估系统处理能力，那么了解CPU核心（Core）和线程（Thread）之间的差异很是重要。众所周知，影响CPU性能的重要部分是其线程和内核，线程是核心内较小的工作单元，而核心是可以同时执行多项任务的自主处理单元。所以，知道这种差异将帮助你了解它们如何影响处理器的性能和多任务处理能力。
计算机的大脑称为中央处理单元或CPU，它们进行计算和命令执行。尽管它们有不同的用途，但核心和线程是两个基本元素，这就是决定CPU处理能力的全部因素。在CPU中，核心是一个独立的处理单元。并行处理是可能的，因为每个内核都能够同时管理一组指令。
那么，CPU核心和线程到底是什么，二者有什么差异和关系？它们又是如何协同工作来提高计算机的性能？接下来让我们简单了解计算机体系结构中的这些内容。
什么是CPU核心
CPU核心作为CPU（中央处理单元）的主要处理单元，该组件从计算机内存中读取并执行指令。每个核心一次只能运行一项任务，因此具有多个核心的CPU可以同时执行多个任务。这对于多任务处理和运行需要高处理能力的应用程序特别有利。例如，单个任务可以由单核处理器处理，四核CPU可以同时管理多达四个任务。因此，计算机系统同时运行多个程序和任务的能力取决于其核心数量，吞吐量和处理速度都随着核心数量的增加而提高。
与多核CPU相比，单核CPU的功耗更低，价格也更便宜。因此，它们是平板电脑、笔记本电脑和其它移动设备的绝佳选择。在处理的任务简单或不需要大量多任务处理的情况下，单核也能有效地发挥作用。然而，它们不具备多核CPU的性能。
- CPU可以处理的并发任务量取决于其核心数量。
- 八核CPU有八个核心，而四核CPU有四个核心。
- 对于CPU来说，线程是核心可以执行的一组指令。
- 与核心相比，线程更加细粒度，并且充当CPU的工作单元。
如下图所示，在任何给定时间，只有一个进程在执行。因此，并发只是真正并行执行的广义近似。这种情况可以在具有单核处理器的系统中找到。
什么是CPU线程
线程是指调度程序可以独立管理的最小编程指令序列。简单来说，它是一组可由CPU内核执行的指令。线程对于多任务处理至关重要，它允许单个内核同时执行多个任务。
单线程是一种一次执行一个命令的过程。对于多线程，也称为多线程CPU，是一种可以将单个应用程序分解为两个或多个可以同时处理的子任务的技术，这对于某些任务独立于其它任务并且可以并发执行的程序特别有用，从而更有效地利用CPU的处理能力。注意，一个物理核心最多虚拟化两个线程，并且CPU内核和线程并不是2倍关系。
多线程的工作原理是允许多个线程存在于同一进程中，共享相同的资源但彼此独立运行。这允许并行处理，同时执行多个任务。操作系统将处理时间分配给不同的应用程序及其各个线程。这可以通过允许CPU在等待响应（例如来自用户或磁盘驱动器的响应）时切换到另一个线程来增强性能。
- 对于CPU，线程是核心可以执行的一组指令。
- 与核心相比，线程更加细粒度，并且充当CPU工作单元。
- 得益于一种称为超线程的技术，一个内核可以同时运行多个线程。
- 在超线程的情况下，CPU支持的线程数是其物理核心数的两倍。
CPU线程应用非常广泛，例如桌面软件、Web浏览器、移动应用程序和数据库。此外，服务器端软件组件使用线程。开发人员可以构建使用计算机中所有资源的强大解决方案。还有利用线程的网络环境。
如下所示，在任何给定时间，所有进程都在执行中。实际上，它是并行执行的流程的子任务，但为了更好地理解，你可以将它们可视化为流程。因此，并行性才是同时处理多个任务的真正方式。这种情况可以在具有多核处理器的系统中找到，因为它同时可以处理多个线程。
CPU核心和线程主要区别
虽然CPU内核和线程密切相关，但它们在计算机体系结构中具有不同的功能。核心是单个物理处理单元，而线程是虚拟指令序列，这是核心和线程之间的主要区别。
在CPU线程与核心区别差异中要记住的最重要的一点是，这二者并不存在竞争关系。任何计算机系统（无论是智能手机还是服务器）的性能都由内核数量和用于多任务处理的线程策略决定。例如，四核CPU机器将受益于多线程，因为它可以使用所有四个核心来处理线程。超线程可以通过增加活动线程的数量来进一步增强性能。
因此，用户可以从线程处理和内核的最佳组合中受益。这就是为什么你应该仔细考虑提供你首选的线程架构和内核数量组合的CPU。
一般来说，多个CPU核心和线程可以提高计算机处理任务能力，但这种性能是有代价的，因为具有多线程策略的多核CPU使用更多能源，并且需要更多系统板、电源和冷却支持方面的基础设施。所以，并不是越多越好，而是要看整体协调工作的能力。
以下是CPU核心和线程区别简单对比，应该可以帮助你进行快速了解：
| 核心 | 线程 | |
|---|---|---|
| 定义 | CPU核心是实际的硬件组件。 | 线程是指管理任务的虚拟组件。 |
| 执行过程 | CPU从线程中获取任务。因此，只有当第一个线程发送的信息不可靠时，它才访问第二个线程 | CPU与多个线程交互的方式有许多不同的变体 |
| 执行方法 | 通过交错操作实现 | 通过使用多个CPU来执行 |
| 执行结果 | 增加一次完成的工作量 | 提高吞吐量，计算速度加快 |
| 资源共享 | 核心之间并不直接交换资源；相反，它们各自发挥作用 | 核心管理其线程之间的共享资源的能力会影响核心的整体性能 |
| 所需处理单元 | 仅需要信号处理单元 | 需要多个处理单元 |
| 典型示例 | 同时运行多个应用程序 | 在集群上运行网络爬虫 |
结论
处理器的速度取决于其CPU内核和线程，它们提供单独的处理单元。用于同时执行和每个核心内更精细的并行性。最佳配置取决于用户计划执行的活动。某些程序可以通过拥有更多内核获得更多收益。而其他人则从更多的线程级并行性中受益更多。
任何当代计算机系统的两个重要部分是线程和内核。通过了解它们的角色，你可以最大限度地提高机器的性能，这有助于对利用资源实现最佳性能。例如，了解线程和核心之间的区别可能很有用。在选择如何最大化或增强服务器的处理能力时很有用。
常见问题整理
有多少个CPU核心和线程？
CPU核心和线程的数量可能因处理器的不同而有很大差异。例如，四核处理器有四个核心，如果支持多线程，则可以同时处理八个线程。服务器和工作站中的高端处理器可以拥有更多的内核和线程。
可以增加计算机的CPU核心数量吗？
通常情况下不会，决定核心数量的CPU物理布局无法升级。所以，你需要添加另一个CPU或升级当前CPU以增加核心数量。
核心数多还是线程多好？
拥有更多的内核和线程可以提高性能，特别是对于多任务处理和可以利用多线程的应用程序。但是，好处可能取决于你正在执行的具体任务。某些任务可能会从拥有更多内核中受益更多，而另一些任务可能会从多线程中受益更多。
4核4线程是什么意思？
配备4核4线程的处理器由于具有4个物理核心，因此可以同时处理4个任务。这对于多任务处理或运行可以受益于多个内核的应用程序特别有用，从而提高性能。
什么是超线程？
超线程是英特尔为最终用户的PC带来并行计算的首次尝试。它于2002年首次用于Pentium 4台式机CPU。当时的Pentium 4只有一个CPU核心。因此，它仅执行单个任务，无法执行任何类型的多个操作。
在超线程技术中，每个物理处理器核心可以模拟成两个逻辑处理器核心。这意味着一个具有超线程技术的处理器，虽然实际上只有一个物理核心，但操作系统和应用程序会将其视为具有两个逻辑核心。这样，处理器可以同时执行多个线程，并在执行不同指令的同时，有效地利用其资源。
可以打开或关闭CPU超线程吗？
计算机的BIOS或UEFI设置经常允许用户启用或禁用超线程。但是，你所拥有的具体CPU和主板决定了此选项是否可用。
