单核与多核处理器任务处理对比

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于 2025-03-14 09:38:46 发布 · 1.1k 阅读

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核心机制：单核处理器在物理上同一时刻只能执行一条指令流（即一个任务或线程）。即使使用FreeRTOS等实时操作系统（RTOS），其本质是通过任务调度器快速切换任务，利用时间片轮转、优先级抢占或协作式调度，让多个任务交替运行，从而模拟“多任务并发”。
关键点：
- 并发 vs 并行：单核实现的是逻辑上的并发（多个任务交替执行），而非物理上的并行（同时执行多个任务）。
- 中断的影响：即使某个任务正在运行，中断（如定时器、外设触发）可以抢占当前任务，执行中断服务程序（ISR）。但中断处理并非用户任务，仍属于单核的执行流。
- FreeRTOS的作用：提供任务调度、资源管理、同步机制（如信号量、队列），但无法突破单核物理限制。

核心机制：多核处理器的每个物理核心可以独立执行指令流，因此真正实现并行处理。例如，4核CPU可以同时运行4个任务（每个核心一个任务），显著提升吞吐量。
关键点：
- 并行能力：理论上，任务并行数与物理核心数直接相关（例如4核可并行处理4个任务）。
- 超线程技术（Hyper-Threading）：某些CPU（如英特尔）通过超线程将一个物理核心虚拟为多个逻辑核心，