处理器三个概念理解及延伸（socket，core，thread，SMT，CMP，SMP）

1. 问题导出：

今天在注册redhat的订阅的时候，发现了一个选项不会填，具体参见下图：

这里有个“插槽”或“LPAR”的概念，中文翻译成”插槽“，一下有点不适应了，其实英文页面显示为：“Number of Sockets or LPARs:”，所以插槽就是scoket的意思。

LPAR是逻辑分区的意思（Logical Partition），就是将单台服务器划分成多个逻辑服务器，彼此运行独立的应用程序。逻辑分区不同于物理分区（Physical Partitioning PPAR），物理分区是将物理的将资源组合形成分区，而逻辑分区则不需要考虑物理资源的界限。相对而言，逻辑分区具有更多的灵活性，可以在物理资源中自由的选择部件，这需要有较好的保证，即最大化的使用系统资源，但又最小化不必要的资源再分配。在逻辑分区环境下，如CPU、内存和I/O都可以独立的分配给每个分区。逻辑分区的配置和管理是通过硬件管理控制台（Hardware Management Console）实现的。

2. 问题解决：

介绍完了“插槽”和“LPAR”的概念，那怎么来查看当前机器的插槽数或LPAR数呢？

首先需要了解，LPAR在小型机上应用的比较多，x86服务器上几乎不用。查看“插槽”数可以通过如下命令来完成：

[root@compute-30-02 ~]# lscpu | grep "CPU socket"

CPU socket(s): 2

命令返回结果，显示当前机器的插槽数为2。（lscpu可以看到很多cat /proc/cpuinfo看不到的东西，建议使用）

其实对处理器的描述，除了socket，经常还用到的两个概念是core和thread，这一点对于用过qemu的人来说，影响尤其深刻，看如下这台qemu虚拟机（只截取部分命令）：

qemu 24146 10.0 3.2 1419132 1068608 ? Sl Mar21 3907:32 /usr/libexec/qemu-kvm -S -M rhel6.2.0 -enable-kvm -m 1024 -smp 1,sockets=1,cores=1,threads=1 -name rocks-5.4-39

红色字体部分涉及到了这3个概念，当前qemu仿真了一个具有1个vcpu，一个socket，一个core，一个threads的处理器。

注：平时可能很多管理员习惯说：这个机器是2路4核超线程，其实意思差不多。（不过很多时候他也不知道2路4核超线程具体是啥意思，）。

言归正传，形象的理解：

（1）socket就是主板上插cpu的槽的数目，也即管理员说的”路“

（2）core就是我们平时说的”核“，即双核，4核等

（3）thread就是每个core的硬件线程数，即超线程

具体例子，某个服务器是：2路4核超线程（一般默认为2个线程），那么，通过cat /proc/cpuinfo看到的是2*4*2=16个processor，很多人也习惯成为16核了！

3. 问题扩展

除了socket，core，thread三个概念，感觉经常对一些概念一知半解，比如说SMP（Symmetric Multi-Processing），CMP（Chip multiprocessors），SMT（Simultaneous multithreading），大家经常说，但是真正能理解的人估计不多。

（1）SMT，同时多线程Simultaneous multithreading，简称SMT。

SMT可通过复制处理器上的结构状态，让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源，可最大限度地实现宽发射、乱序的超标量处理，提高处理器运算部件的利用率，缓和由于数据相关或Cache未命中带来的访问内存延时。当没有多个线程可用时，SMT处理器几乎和传统的宽发射超标量处理器一样。SMT最具吸引力的是只需小规模改变处理器核心的设计，几乎不用增加额外的成本就可以显著地提升效能。多线程技术则可以为高速的运算核心准备更多的待处理数据，减少运算核心的闲置时间。这对于桌面低端系统来说无疑十分具有吸引力。Intel从3.06GHz Pentium 4开始，所有处理器都将支持SMT技术。 Intel的hyper-threading其实就是 two-thread SMT.

（2）CMP, 片上多处理器（Chip multiprocessors，简称CMP）

CMP是由美国斯坦福大学提出的，其思想是将大规模并行处理器中的SMP（对称多处理器）集成到同一芯片内，各个处理器并行执行不同的进程。与CMP比较， SMT处理器结构的灵活性比较突出。但是，当半导体工艺进入0.18微米以后，线延时已经超过了门延迟，要求微处理器的设计通过划分许多规模更小、局部性更好的基本单元结构来进行。相比之下，由于CMP结构已经被划分成多个处理器核来设计，每个核都比较简单，有利于优化设计，因此更有发展前途。目前，IBM 的Power 4芯片和Sun的 MAJC5200芯片都采用了CMP结构。多核处理器可以在处理器内部共享缓存，提高缓存利用率，同时简化多处理器系统设计的复杂度。

（3）SMP，对称多处理器（Symmetric Multi-Processors，简称SMP）

是指在一个计算机上汇集了一组处理器(多CPU),各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。在这种技术的支持下，一个服务器系统可以同时运行多个处理器，并共享内存和其他的主机资源。像双至强，也就是我们所说的二路，这是在对称处理器系统中最常见的一种（至强MP可以支持到四路，AMD Opteron可以支持1-8路）。也有少数是16路的。但是一般来讲，SMP结构的机器可扩展性较差，很难做到100个以上多处理器，常规的一般是8个到16个，不过这对于多数的用户来说已经够用了。在高性能服务器和工作站级主板架构中最为常见，像UNIX服务器可支持最多256个CPU的系统，其实qemu从代码设计上也是最大支持256个virtual cpu。