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.