CPU vs. vCPU: Die wich­tigs­ten Un­ter­schie­de

Der haupt­säch­li­che Un­ter­schied beim Vergleich CPU vs. vCPU liegt darin, dass die CPU physisch existiert, während die virtuelle Variante vCPU rein soft­ware­ba­siert ist. Auch in puncto Per­for­mance und Anwendung un­ter­schei­den sich die beiden Typen von Central Pro­ces­sing Units.

Un­ter­schied 1: Tech­ni­sche Grundlage

Der ent­schei­den­de Un­ter­schied bei der Ge­gen­über­stel­lung CPU vs. vCPU ist tech­ni­schen Ursprungs: Bei einer CPU handelt es sich um eine Hardware für Computer, die auch besser als „Prozessor“ bekannt ist. Moderne CPUs verfügen in der Regel über mehrere Kerne, auf die sie die aus­zu­füh­ren­den Prozesse verteilen können.

Eine vCPU ist hingegen eine rein soft­ware­ba­sier­te Variante einer Steu­er­ein­heit für Computer. Sie liegt nicht in einer phy­si­schen Form vor, basiert aber auf einer phy­si­schen CPU. Je nach Bedarf können aus einer klas­si­schen phy­si­schen CPU gleich mehrere vCPUs ab­ge­lei­tet werden. Es ist zwar nicht möglich, dass eine vCPU auf mehreren phy­si­schen CPUs basiert, jedoch kann die vCPU mehrere Kerne einer phy­si­schen CPU nutzen.

Um vCPUs zu erstellen und einer vir­tu­el­len Maschine (VM) zu­zu­wei­sen, greifen Hy­per­vi­so­ren auf die Kerne bzw. Threads der je­wei­li­gen zur Verfügung stehenden phy­si­schen Pro­zes­so­ren zurück.

Un­ter­schied 2: Per­for­mance

Dass vCPUs genau genommen soft­ware­ba­sier­te Un­ter­ein­hei­ten einer CPU sind, sorgt für klare Kräf­te­ver­hält­nis­se bei der Be­trach­tung der Per­for­mance: Stellt man im „CPU vs. vCPU“-Vergleich eine einzelne vCPU und eine einzelne CPU mit gleicher Takt­fre­quenz (Gigahertz) gegenüber, ist die vir­tua­li­sier­te Variante nicht genauso leis­tungs­stark wie das Hardware-Pendant. Das liegt unter anderem daran, dass die die Ko­or­di­nie­rung mit der phy­si­schen CPU minimalen Zeit­auf­wand erfordert. Dieser Aufwand wird vor allem bei sehr an­spruchs­vol­len Aufgaben spürbar.

Außerdem kann die physische CPU mit ihren un­ter­ge­glie­der­ten Kernen und Threads mehrere An­wei­sun­gen bzw. Prozesse direkt und gleich­zei­tig ver­ar­bei­ten. Die vCPU müsste zu diesem Zweck um weitere vCPUs ergänzt werden, wobei auch in diesem Fall leichte Nachteile gegenüber einer CPU exis­tie­ren: Mit zu­neh­men­der Anzahl an vCPUs wird die Aufgabe, die zeitliche Aus­füh­rung der ver­schie­de­nen Prozesse zu regeln, für den zu­stän­di­gen CPU-Scheduler nämlich immer komplexer. Die daraus re­sul­tie­ren­den War­te­zei­ten sorgen dafür, dass das Leis­tungs­po­ten­zi­al des Verbunds an vir­tua­li­sier­ten CPUs nicht zu 100 % aus­ge­nutzt werden kann.

Un­ter­schied 3: An­wen­dungs­ge­bie­te

CPUs sind das Herzstück des klas­si­schen Computers. Ohne aus­rei­chend Re­chen­power wären PCs zuhause oder bei der Arbeit nicht imstande, die viel­fäl­ti­gen Aufgaben wie Gaming, Streaming, Bild- und Vi­deo­be­ar­bei­tung oder die Durch­füh­rung von Kal­ku­la­tio­nen aus­zu­füh­ren. Physische CPUs kommen darüber hinaus in vielen weiteren All­tags­ge­rä­ten wie Kaf­fee­ma­schi­nen, Ge­schirr­spü­lern, Kühl­schrän­ken oder natürlich auch in Smart­phones und anderen Mo­bil­ge­rä­ten zum Einsatz.

vCPUs über­neh­men die Rolle der zentralen Re­chen­kom­po­nen­te in vir­tua­li­sier­ten Um­ge­bun­gen. Im Rahmen von vir­tu­el­len Maschinen mit eigenem Be­triebs­sys­tem können Sie ebenfalls zahl­rei­che Nut­zungs­sze­na­ri­os abdecken. Besonders beliebt sind Testing-Um­ge­bun­gen und das Server- bzw. An­wen­dungs-Hosting wie etwa Da­ten­bank­ser­ver, Cloud-Speicher oder Virtual Private Server (VPS). Hier wird auch ganz grund­sätz­lich deutlich, dass es weniger um CPU vs. vCPU als vielmehr um das Zu­sam­men­spiel von phy­si­scher und vir­tua­li­sier­ter Re­chen­power geht: Die zu­grun­de­lie­gen­de physische CPU kann als Basis für mehrere, parallel laufende vir­tua­li­sier­te Um­ge­bun­gen für mehrere User verwendet werden, was vCPUs für Provider sowie Nut­ze­rin­nen und Nutzer von Cloud-Diensten so in­ter­es­sant macht.

CPU vs. vCPU: So funk­tio­niert die Um­rech­nung in virtuelle CPUs

Wenn Sie die physische CPU Ihres Computers nutzen wollen, um vCPU für eine oder mehrere virtuelle Maschinen be­reit­zu­stel­len, können Sie sich grob an folgender Formel für die Um­rech­nung ori­en­tie­ren:

(Threads x Kerne) x physische CPU = Zahl an vCPUs

Haben Sie also bei­spiels­wei­se eine CPU mit vier Kernen und acht Threads verbaut, können Sie damit bis zu 32 vCPUs be­reit­stel­len:

(8 Threads x 4 Kerne) x 1 = 32 vCPUs

Die Zahl an Kernen und Threads Ihrer CPU können Sie im Übrigen jederzeit in wenigen Schritten in Erfahrung bringen. Arbeiten Sie an einem Windows-PC, gehen Sie hierfür wie folgt vor:

1. Verwenden Sie die Tas­ten­kom­bi­na­ti­on Strg + Shift + Esc, um den Task-Manager auf­zu­ru­fen.
2. Rufen Sie das Menü „Leistung“ auf.
3. In der Auf­lis­tung der In­for­ma­tio­nen finden Sie nun u. a. die Werte für Kerne, Threads („Logische Pro­zes­so­ren“ und physische CPUs („Sockets“).

Close

Wenn Sie ein Linux-Be­triebs­sys­tem verwenden, können Sie die CPU-In­for­ma­tio­nen mithilfe des Terminals und dem folgenden Befehl abrufen:

lscpu