CPU vs vCPU : les prin­ci­pales dif­fé­rences

Dans la com­pa­rai­son CPU vs vCPU, la prin­ci­pale dif­fé­rence réside dans le fait que le CPU existe phy­si­que­ment, alors que la variante virtuelle vCPU est purement lo­gi­cielle. Les deux types d’unités centrales de calcul se dis­tin­guent également en termes de per­for­mances et d’ap­pli­ca­tions.

Dif­fé­rence n°1 : la base technique

La première dif­fé­rence dans l’op­po­si­tion CPU vs vCPU est d’origine technique : un CPU est un matériel in­for­ma­tique ; on l’appelle également « pro­ces­seur ». Les CPU modernes disposent gé­né­ra­le­ment de plusieurs cœurs sur lesquels ils peuvent répartir les charges de travail à exécuter.

Un vCPU est une variante purement lo­gi­cielle d’une unité de contrôle pour or­di­na­teurs. Elle ne se présente pas sous une forme physique, mais fonc­tionne avec une unité centrale physique. Selon les besoins, plusieurs vCPU peuvent se baser sur un CPU physique classique. Un vCPU ne peut donc pas se baser sur plusieurs CPU physiques, mais il peut utiliser plusieurs cœurs d’un CPU physique.

Pour créer des vCPU et les attribuer à une machine virtuelle (VM), les hy­per­vi­seurs ont recours aux cœurs ou aux threads des pro­ces­seurs physiques dis­po­nibles.

Dif­fé­rence n°2 : les per­for­mances

Le fait que les vCPU soient à pro­pre­ment parler des sous-unités lo­gi­cielles d’un CPU démontre un rapport de force clair lors de l’examen des per­for­mances : dans la com­pa­rai­son CPU vs vCPU, si l’on oppose un vCPU à un CPU avec la même fréquence d’horloge (gigahertz), la variante vir­tua­li­sée ne sera jamais aussi per­for­mante que son équi­valent matériel. Cela s’explique notamment par le fait que la coor­di­na­tion du vCPU avec le CPU physique nécessite un peu de temps, notamment pour les tâches très exi­geantes.

De plus, le CPU physique, avec ses cœurs et ses threads sub­di­vi­sés, peut traiter di­rec­te­ment et si­mul­ta­né­ment plusieurs ins­truc­tions. Le vCPU devrait pour cela être complété par d’autres vCPU, mais cela comporte dans ce cas de légers in­con­vé­nients : avec un nombre croissant de vCPU, la tâche con­sis­tant à régler l’exécution si­mul­ta­née des dif­fé­rents processus devient de plus en plus complexe pour le CPU res­pon­sable. Les temps d’attente qui en résultent font que le potentiel de per­for­mance du réseau de CPU vir­tua­li­sés ne peut pas être exploité à 100 %.

Dif­fé­rence n°3 : les domaines d’ap­pli­ca­tion

Les CPU sont le cœur de l’or­di­na­teur classique. Sans une puissance de calcul suf­fi­sante, les PC à la maison ou au travail ne seraient pas en mesure d’exécuter les multiples tâches qu’on lui demande, telles que l’exécution d’un jeu, le streaming ou encore le trai­te­ment d’images et de vidéos. De plus, les unités centrales physiques sont utilisées dans de nombreux autres appareils quo­ti­diens comme les machines à café, les lave-vais­selles, les ré­fri­gé­ra­teurs et, bien entendu, les smart­phones et autres appareils mobiles.

Les vCPU prennent en charge le rôle du composant de calcul central dans les en­vi­ron­ne­ments vir­tua­li­sés. Dans le cadre de machines vir­tuelles avec leur propre système d’ex­ploi­ta­tion, il est également possible de couvrir de nombreux scénarios d’uti­li­sa­tion. Les en­vi­ron­ne­ments de test et l’hé­ber­ge­ment de serveurs ou d’ap­pli­ca­tions tels que les serveurs de bases de données, le stockage Cloud ou les serveurs privés virtuels (VPS) sont par­ti­cu­liè­re­ment po­pu­laires. Le CPU physique sous-jacent peut donc être utilisé comme base pour plusieurs en­vi­ron­ne­ments vir­tua­li­sés fonc­tion­nant en parallèle pour plusieurs uti­li­sa­teurs, c’est pourquoi les vCPU sont si in­té­res­sants pour les four­nis­seurs et les uti­li­sa­teurs de services Cloud.

CPU vs. vCPU : comment fonc­tionne la con­ver­sion en CPU virtuels ?

Si vous souhaitez utiliser le CPU physique de votre or­di­na­teur pour fournir des vCPU à une ou plusieurs machines vir­tuelles, vous pouvez plus ou moins vous baser sur la formule suivante pour la con­ver­sion :

(threads x noyaux) x CPU physique = nombre de vCPU

Par exemple, si vous avez un CPU à quatre cœurs et huit threads, vous pouvez fournir jusqu’à 32 vCPU :

(8 threads x 4 cœurs) x 1 = 32 vCPU

Vous pouvez connaître le nombre de cœurs et de threads de votre CPU en quelques étapes. Si vous utilisez un PC Windows, procédez comme suit :

1. Utilisez la com­bi­nai­son de touches [Ctrl]+ [Shift] + [Esc] pour accéder au ges­tion­naire de tâches.
2. Affichez le menu « Per­for­mances ».
3. Dans la section « Pro­ces­seur », vous trouverez les in­for­ma­tions con­cer­nant le nombre de cœurs (« Cœurs »), de threads (« Pro­ces­seurs logiques ») et de CPU physiques (« Sockets »).

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Si vous utilisez un système d’ex­ploi­ta­tion Linux, vous pouvez obtenir des in­for­ma­tions sur le pro­ces­seur à l’aide du terminal et de la commande suivante :

lscpu