La virtualisation de CPU, qui privilégie les performances, fonctionne autant que possible à même le processeur. Les ressources physiques sous-jacentes sont utilisées autant que possible, et la couche de virtualisation exécute les instructions uniquement au fil des besoins pour faire fonctionner les machines virtuelles comme si elles tournaient directement sur une machine physique.
La virtualisation de CPU est différente de l'émulation. ESXi n'utilise pas l'émulation pour exécuter des CPU virtuels. Avec l'émulation, toutes les opérations sont exécutées dans le logiciel à l'aide d'un émulateur. Un émulateur logiciel permet aux programmes de s'exécuter sur un système informatique autre que celui pour lequel ils ont été écrits à l'origine. Il y parvient en émulant ou en reproduisant le comportement original de l'ordinateur en acceptant les mêmes données ou entrées et en obtenant les mêmes résultats. L'émulation permet la portabilité et exécute des logiciels conçus pour une plate-forme sur diverses plates-formes.
Lorsque les ressources du CPU sont excessivement engagées, l'hôte ESXi applique des tranches de temps sur les processeurs physiques de toutes les machines virtuelles afin que chacune d'elles s'exécute comme si elle disposait de son nombre spécifié de processeurs virtuels. Lorsqu'un hôte ESXi exécute plusieurs machines virtuelles, il alloue une part des ressources physiques à chaque machine virtuelle. Avec les paramètres d'allocation de ressources par défaut, toutes les machines virtuelles associées au même hôte reçoivent une part égale du CPU par CPU virtuel. Cela signifie qu'une machine virtuelle à processeur simple reçoit uniquement la moitié des ressources d'une machine virtuelle à double processeur.
