vCPU : qu’est-ce qu’une unité centrale virtuelle ?

Les vCPU sont des versions vir­tua­li­sées des CPU physiques et font partie in­té­grante du Cloud computing. L’un des avantages de ces unités de calcul vir­tua­li­sées est leur ex­cel­lente évo­lu­ti­vité, raison pour laquelle elles jouent notamment un rôle important dans l’hé­ber­ge­ment Cloud.

Qu’est-ce qu’un vCPU ?

Un vCPU (pour Virtual Central Pro­ces­sing Unit) est la variante vir­tua­li­sée d’un CPU physique. En d’autres termes, les vCPU sont les unités de contrôle centrales des machines vir­tuelles (VMs) et des en­vi­ron­ne­ments Cloud. Les pro­ces­seurs mul­ti­cœurs actuels (multi core en anglais) peuvent être utilisés non seulement comme vCPU unique, mais aussi comme base pour plusieurs CPU virtuels. Le nombre de vCPU potentiel n’est pas lié au nombre de cœurs et de threads (voir notre article dédié au mul­ti­threa­ding), mais plutôt au résultat du calcul suivant :

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

D’un point de vue technique, les vCPU sont des re­pré­sen­ta­tions lo­gi­cielles des pro­ces­seurs physiques, in­ter­pré­tées par le système d’ex­ploi­ta­tion comme de vé­ri­tables cœurs de pro­ces­seur. Chaque machine virtuelle nécessite au moins un vCPU. Cependant, en fonction des scénarios d’ap­pli­ca­tion et des charges de travail, plusieurs unités de trai­te­ment vir­tuelles peuvent être at­tri­buées pour répondre aux besoins requis.

Quels sont les avantages des vCPU ?

Les CPU virtuels possèdent plusieurs avantages décisifs par rapport aux CPU physiques. Les prin­ci­paux avantages sont les suivants :

• une évo­lu­ti­vité accrue
• une meilleure ef­fi­ca­cité
• une flexi­bi­lité améliorée
• des coûts réduits

La grande force de la vir­tua­li­sa­tion est l’ex­cel­lente évo­lu­ti­vité de ses res­sources ma­té­rielles : les vCPU utilisés dans une machine virtuelle peuvent par exemple provenir de plusieurs hôtes physiques dif­fé­rents. La puissance du pro­ces­seur peut ainsi évoluer fa­ci­le­ment lorsque la charge de travail augmente.

Lorsque les vCPU ne sont plus né­ces­saires, ils peuvent aussi tout sim­ple­ment être utilisés pour d’autres machines vir­tuelles. Cet avantage est par­ti­cu­liè­re­ment précieux pour les four­nis­seurs de services d’hé­ber­ge­ment, car cela permet une ré­par­ti­tion efficace de l’in­fras­truc­ture sous-jacente entre les clients. En tant qu’uti­li­sa­teur, vous profitez de la pos­si­bi­lité d’adapter de manière flexible le besoin en vCPU : étant donné qu’il n’existe pas de con­fi­gu­ra­tion ma­té­rielle fixe, il est plus facile de passer à une puissance de pro­ces­seur plus ou moins élevée pour des solutions telles qu’un serveur Cloud ou un VPS.

En termes de coûts, l’avantage du vCPU réside dans son ef­fi­ca­cité et son évo­lu­ti­vité. Sur la base d’un seul système hôte, il est possible d’exécuter plusieurs systèmes d’ex­ploi­ta­tion, dont les logiciels d’ap­pli­ca­tion cor­res­pon­dants. La puissance de calcul dis­po­nible est ainsi utilisée de manière optimale, ce qui permet dans de nombreux cas d’éco­no­mi­ser du matériel sup­plé­men­taire.

Dans quels domaines utilise-t-on les vCPU ?

Les vCPU sont in­dis­pen­sables au bon fonc­tion­ne­ment du Cloud computing. Partout où du matériel et des logiciels sont mis à dis­po­si­tion dans le Cloud, des unités de calcul vir­tuelles doivent être utilisées. C’est donc par exemple le cas pour les stockages Cloud, les hé­ber­ge­ments de serveurs Cloud ou même lors de l’uti­li­sa­tion d’un PC Cloud avec Windows 365. Le nombre de vCPU né­ces­saires dépend de la charge de travail : dans de nombreux scénarios, un ou deux vCPU suffisent ; pour les charges de travail plus exi­geantes, par exemple pour un serveur de base de données, de mes­sa­ge­rie ou de jeux, les exigences sont plus élevées.

Une autre tech­no­lo­gie de la vir­tua­li­sa­tion qui dépend des vCPU est celle des pla­te­formes de con­te­neurs comme Docker. Con­trai­re­ment aux machines vir­tuelles, ce ne sont pas des systèmes entiers qui sont vir­tua­li­sés ici, mais uni­que­ment des ap­pli­ca­tions in­di­vi­duelles.

Comment calculer les besoins en vCPU ?

Afin d’utiliser au mieux sa puissance, le grand défi d’un en­vi­ron­ne­ment vir­tua­lisé est de mettre à dis­po­si­tion suf­fi­sam­ment de vCPU, et ce sans pour autant gaspiller de la puissance de calcul. Si vous êtes confronté à la tâche de définir le nombre de vCPU né­ces­saires pour votre ap­pli­ca­tion, vous pouvez en principe vous orienter vers les mêmes exigences que pour l’ins­tal­la­tion sur le matériel physique : si le logiciel (sans oublier le système d’ex­ploi­ta­tion) requiert par exemple huit cœurs physiques, vous devriez en général également attribuer huit vCPU à l’en­vi­ron­ne­ment virtuel.

Par la suite, si les exigences aug­men­tent car vous exécutez d’autres ap­pli­ca­tions en parallèle ou car le projet devient plus complexe, il vous suffit d’augmenter le nombre de vCPU. Il en va de même dans le cas contraire, c’est-à-dire lorsque les exigences diminuent et que vous avez par con­sé­quent besoin de moins de puissance de calcul.

Pour les charges de travail exi­geantes, il est cependant essentiel que les vCPU soient attribués à dif­fé­rents CPU physiques. Si vous avez par exemple un matériel avec un CPU double cœur (2 cœurs physiques et 4 cœurs logiques) comme base de départ, vous devriez répartir les quatre cœurs logiques comme suit pour optimiser les per­for­mances :

• attribuez le noyau logique 0 et le noyau logique 2 à la première machine virtuelle. Cela cor­res­pond au premier noyau de l’unité centrale physique installée. Les res­sources ainsi mises à dis­po­si­tion devraient être suf­fi­santes pour pouvoir exécuter la charge de travail.
• Utilisez le noyau logique 1 et le noyau logique 3, c’est-à-dire le deuxième noyau de l’unité centrale, pour une deuxième machine virtuelle avec des charges de travail moins exi­geantes, par exemple : avec un serveur DNS.