CPU 平台

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在 Compute Engine 上创建虚拟机 (VM) 时,您需要为该虚拟机指定机器系列和机器类型。每个机器系列都与一个或多个 CPU 平台相关联。如果某个机器类型有多个可用的 CPU 平台,您可以为虚拟机选择满足最低要求的 CPU 平台。

CPU 平台提供多个物理处理器,每个处理器称为一个核心。对于 Compute Engine 上可用的所有处理器,单个 CPU 核心可以通过并发多线程 (SMT) 功能作为多个硬件多线程运行,这在 Intel 处理器上称为 Intel 超线程技术。在 Compute Engine 上,每个硬件多线程称为一个虚拟 CPU (vCPU)。

虚拟机的机器类型指定其 vCPU 数量,您可以使用该机器系列的默认 vCPU 与核心比率推断其物理 CPU 核心数量:

  • 对于 Tau T2D 和 Tau T2A(预览版)机器系列,虚拟机的每个核心始终有一个 vCPU。
  • 对于所有其他机器系列,默认情况下虚拟机的每个核心有两个 vCPU。

Arm 处理器

对于 Arm 处理器,Compute Engine 每个核心有一个线程。每个 vCPU 都映射到一个不使用 SMT 的物理核心,这提高了每个 vCPU 的性能。

下表介绍了可用于 Compute Engine 虚拟机的 Arm 处理器。

CPU 处理器 处理器 SKU 支持的机器系列 全核持续频率 (GHz)
Ampere Altra Q64-30 3.0

x86 处理器

对于大多数 x86 处理器,每个 vCPU 实现为单个硬件线程。例外情况是 Tau T2D 机器系列,它的一个 vCPU 代表一个物理核心。

Intel 处理器

在 Intel Xeon 处理器上,Intel 超线程技术支持在每个核心上并发运行多个线程。虚拟机实例的特定大小和类型决定了其 vCPU 的数量。

CPU 处理器 处理器 SKU 支持的机器系列 基频 (GHz) 全核 Turbo 频率 (GHz) 单核最大 Turbo 频率 (GHz)
Intel Xeon 可扩缩处理器 (Ice Lake)
第 3 代
Intel® Xeon® Platinum 8373C 处理器 2.6 3.4 3.5
Intel Xeon 可扩缩处理器 (Cascade Lake)
第 2 代
Intel® Xeon® Gold 6268CL 处理器 2.8 3.4 3.9
Intel® Xeon® Gold 6253CL 处理器 3.1 3.8 3.9
Intel® Xeon® Platinum 8280L 处理器 2.5 3.4 4.0
Intel® Xeon® Platinum 8273CL 处理器 2.2 2.9 3.7
Intel Xeon 可扩缩处理器 (Skylake)
第 1 代
Intel® Xeon® Scalable Platinum 8173M 处理器 2.0 2.7 3.5
Intel Xeon E7 (Broadwell E7) Intel® Xeon® E7-8880V4 处理器 2.2 2.6 3.3
Intel Xeon E5 v4 (Broadwell E5) Intel® Xeon® E5-2696V4 处理器 2.2 2.8 3.7
Intel Xeon E5 v3 (Haswell) Intel® Xeon® E5-2696V3 处理器 2.3 2.8 3.8
Intel Xeon E5 v2 (Ivy Bridge) Intel® Xeon® E5-2696V2 处理器 2.5 3.1 3.5
Intel Xeon E5 (Sandy Bridge) Intel® Xeon® E5-2689 处理器 2.6 3.2 3.6

*具有 80 个或更多 vCPU 的 N2 机器类型使用 Intel Ice Lake CPU。

AMD 处理器

AMD 处理器使用 SMT 提供优化的性能和可伸缩性。在几乎所有情况下,Compute Engine 每个核心有两个线程,每个 vCPU 是一个线程。Tau T2D 是例外情况:Compute Engine 每个核心有一个线程,并且每个 vCPU 映射到一个物理核心。虚拟机实例的特定大小和类型决定了其 vCPU 的数量。

CPU 处理器 处理器 SKU 支持的机器系列 基频 (GHz) 有效频率 (GHz) 最大提升频率 (GHz)
AMD EPYC Milan
第 3 代
AMD EPYC 7B13 2.45 2.8 3.5
AMD EPYC Rome
第 2 代
AMD EPYC 7B12 2.25 2.7 3.3

频率行为

上表介绍了 Compute Engine 上可用的 CPU 的硬件规格,但请注意以下几点:

  • 频率:PC 的频率或时钟速度测量 CPU 每秒执行的周期数,以 GHz(千兆赫)为单位。一般而言,频率越高,性能越好。但是,由于不同的 CPU 设计处理指令的方式不同,时钟速度较快的旧 CPU 的性能有可能不如时钟速度较慢的新 CPU,这是因为较新的架构处理指令的效率更高。如需详细了解 CPU 时钟周期和性能,请参阅时钟频率和系统性能
  • 基频:CPU 在系统空闲或负载较低时的运行频率。以基频运行时,CPU 消耗的电量较少,产生的热量也较少。
    • 无论虚拟机实际运行的频率如何,虚拟机的客机环境都会反映基频。
  • 全核 Turbo 频率:每个 CPU 运行的典型频率(如果插槽中的所有内核同时处于非空闲状态)。不同的工作负载会对系统的 CPU 产生不同的需求。加速技术可以解决这种差异,并通过提升 CPU 频率来帮助进程适应工作负载需求。
    • 即使只有基频通告给客机环境,大多数虚拟机也会获得全核 Turbo 频率。
    • Ampere Altra Arm 处理器可提供更可预测的性能,因为 Arm 处理器的频率始终是全核 Turbo 频率。
  • 最大 Turbo 频率:运行高负载应用(例如视频游戏或设计建模应用)时 CPU 可达到的频率。这是 CPU 在不超频的情况下可达到的最大单核频率。
  • 处理器电源管理技术:Intel 处理器支持多种技术来优化功耗。这些技术分为两类,或两种状态:
    • C-state 是 CPU 减少或关闭某些功能时的状态。只有 C2 机器类型支持 C-State。
    • P-state 提供了一种调整处理器运行的频率和电压,以降低 CPU 功耗的方法。除 C2 以外的虚拟机目前不支持 C-State 和 P-State,因此客机环境中的空闲虚拟 CPU 可能无法按预期工作。

后续步骤

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