cpu單核和多核的性能區别?多核CPU和多CPU的區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，但性能相對較差我們來看一個例子：如果我們需要組成一個48核的計算機，我們可以有這麼三種選擇：，今天小編就來說說關于cpu單核和多核的性能區别?下面更多詳細答案一起來看看吧!

cpu單核和多核的性能區别

多核CPU和多CPU的區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，但性能相對較差。我們來看一個例子：如果我們需要組成一個48核的計算機，我們可以有這麼三種選擇：

把48個核全部做到一個大Die上，Die很大。這個Die加上一些外圍電路組成一個單Die多核CPU。

弄4個小Die，每個Die 12個内核，每個Die很小。把這4個Die，加上互聯總線和外圍電路，全部封裝（Packaging）到一個多Die多核CPU中。

還是弄4個Die，每個Die 12個内核，每個Die很小。每個Die加上外圍電路封裝成一個單獨的CPU，4個CPU再通過總線組成一個多路(way/socket)系統。

我們來看看他們的性能差距和成本差距。

為了很好的理解三者之間的區别，我們通過一個生活中的場景分别指代三種方式。我們想像每個Die是一棟大樓，Die裡面的内核們，内存控制器們、PCIe控制器們和其他功能模塊是其中的一個個房間。數據流和指令流在它們之間的流動看作房間裡面的人們互相串門，這種串門的方便程度和走廊寬度決定了人們願不願意和多少人可以同時串門，也就指代了數據的延遲和帶寬。

好了，有了這種方便的比喻，我們來看看三種情況分别是什麼。

48核的大Die是Intel至強系列的标準做法：

這種方法就是既然需要這麼多房間，業主有錢，就建一個大樓，每層都是超級大平層：

走廊衆多，這裡堵了，換個路過去，反正方向對了就行，總能到的。所以人們可以很方便的串門，也可以有很多人同時串門。所以延遲小，帶寬高。

一個CPU pacakge裡面包了4個小Die的做法是AMD的标準做法，也有部分Intel也這樣：

這種做法可以看作業主沒錢搞大平層，但也要這麼多房間，怎麼辦呢？在原地相鄰得建4個小高層，再把小高層連起來，房間數目不變。怎麼把它們連起來呢？比較現代的做法有兩種：

這種做法也叫做MCM（Multi-Chip-Module），詳細内容可以看我的這篇文章：

如何像搭積木一樣構建CPU？Intel和AMD都是怎麼做的？

其中AMD采用矽中介(Interposer),也就是上面那種；Intel采用EMIB（Embedded Multi-die Interconnect Bridge）,是下面那種。

矽中介的做法可以看作為了兩個樓互通，我們把地下都挖空了，搞了個換乘大廳。而EMIB可以看成在兩個樓之間挖了一個地下通道。顯然挖通道更省錢省力，但因為通道是兩兩互聯的，如果大樓多了，還不如換乘大廳方便。

好了，那我們的串門問題怎麼解決呢？因為樓和樓(Die和Die）之間隻有地下互通，要串門的人都要做電梯到地下一層，通過地道或者換乘大廳到另一個大樓地下，再做電梯去想要的樓層。路途遙遠，好多人都不想串門了，同時如果串門人太多，會擠爆電梯，不得不串門聯系工作的人們在電梯口排起了長隊。顯然，建築四個相鄰小高層的辦法，延遲和帶寬都比較差。

那麼多CPU呢？

還是沒錢蓋大平層，這次更慘，因為4層小高層間隔比較遠，為了方便人們串門，不得不在園區裡面搞了班車，用于跨樓通勤。因為班車開停需要時間，人們串門更加麻煩了。

借助這個比喻，我們應該能夠得出結論，這三種方式提供48核的算力，延遲和帶寬是依次下降的。下降的幅度和需要進行的work load有關，不能一概而論。大家可以借助一個工具^[1]來具體測量一下内存的延遲：

在這個例子裡面看出，本大樓的訪問延遲比跨大樓的訪問延遲低了一倍！

既然大平層這麼好，為什麼還有人蓋小高層呢？存在都是合理的，當然是成本高了。我在這篇文章中講述了為什麼Die大了成本就高：

CPU制造的那些事之二：Die的大小和良品率

簡單來說，晶圓在制造過程中總是避免不了缺陷，這些缺陷就像撒芝麻粒，分布在整個Wafer上：

如果考慮缺陷，Die的大小會嚴重影響良率：

上圖大家可以點開看（圖比較大），其中不太清楚的紅色小點是晶圓的缺陷，在Die很大時，有很大概率它的範圍内會缺陷，而隻要有缺陷該Die就報廢了（簡化處理）；在Die比較小的時候，它含有缺陷的可能性就大大降低了。如圖中，随着Die的減小，良率從第一個的35.7%提高到了95.2%!我們舉個極端的例子，整個Wafer就一個Die，那麼良率隻有0%了，生産一個報廢一個。誰還幹這麼傻的事！

這種成本增加不是線性的，而是指數性增加，具體的數字是廠商的核心機密，不為外人道。但總的來說，結合前面的例子來說就是：

1個大Die成本 > 4個小Die 互聯線路總成本

那麼方式2和方式3成本誰高呢？實際上方式2節約了主闆上大量布線和VR等成本，總成本更低，也是主闆和服務器廠商喜聞樂見的形式；而方式3往往用于堆出更多的内核和需要更多内存的情況。

結論

相信讀到這裡，同學們已經有了答案，結論開頭已經說明，就不再贅述了。多核CPU和多Die乃至多路CPU，對操作系統等來看，區别不大，BIOS都報告了同樣多的很多CPU供他們調度。區别主要在于性能上面，大Die多核性能最好，也最貴。多Die性能下降，但經濟實惠。

最後要注意，這些性能區别有些是操作系統可以感知的，如通過NUMA等方式，操作系統可以具體做出優化。但也有部分是操作系統不能夠知道的，隻有通過各種真實的workload，用戶那裡才會感覺有明顯的不同。

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