CPU là gì ? Vai trò và các loại CPU máy tính – Tìm hiểu chi tiết về CPU máy tính: định nghĩa, vai trò, phân loại các loại CPU và hướng dẫn cách chọn CPU phù hợp nhất cho nhu cầu của bạn.
1. CPU là gì?
CPU viết tắt của chữ Central Processing Unit, tạm dịch là bộ xử lý trung tâm, là các mạch điện tử trong một máy tính, thực hiện các câu lệnh của chương trình máy tính bằng cách thực hiện các phép tính số học, logic, so sánh và các hoạt động nhập/xuất dữ liệu cơ bản do mã lệnh chỉ ra.
CPU là gì?
2. Cấu tạo của CPU
– Khối điều khiển (CU – Control Unit)
Là thành phần của CPU có nhiệm vụ thông dịch các lệnh của chương trình và điều khiển hoạt động xử lý, được điều tiết chính xác bởi xung nhịp đồng hồ hệ thống. Phần này là phần cốt lõi của một bộ xử lý được cấu tạo từ các mạch logic so sánh với các linh kiện bán dẫn như transistor tạo thành.
– Khối tính toán ALU (Arithmetic Logic Unit)
Chức năng thực hiện các phép toán số học và logic sau đó trả lại kết quả cho các thanh ghi hoặc bộ nhớ.
Cấu tạo của CPU
– Các thanh ghi (Registers)
Là các bộ nhớ có dung lượng nhỏ nhưng tốc độ truy cập rất cao, nằm ngay trong CPU, dùng để lưu trữ tạm thời các toán hạng, kết quả tính toán, địa chỉ các ô nhớ hoặc thông tin điều khiển. Mỗi thanh ghi có một chức năng cụ thể. Thanh ghi quan trọng nhất là bộ đếm chương trình (PC – Program Counter) chỉ đến lệnh sẽ thi hành tiếp theo.
– Opcode
Phần bộ nhớ chứa mã máy của CPU (không bắt buộc) để có thể thực thi các lệnh trong file thực thi.
– Phần điều khiển
Thực hiện việc điều khiển các khối và điều khiển tần số xung nhịp. Mạch xung nhịp hệ thống dùng để đồng bộ các thao tác xử lý trong và ngoài CPU theo các khoảng thời gian không đổi. Khoảng thời gian chờ giữa hai xung gọi là chu kỳ xung nhịp. Tốc độ theo đó xung nhịp hệ thống tạo ra các xung tín hiệu chuẩn thời gian gọi là tốc độ xung nhịp tính bằng triệu đơn vị mỗi giây (MHz).
Cấu tạo của CPU
3. Tốc độ xử lý CPU thế nào là nhanh?
Tốc độ CPU hay còn gọi là tốc độ xung nhịp CPU được đo bằng đơn vị Gigahertz hay GHz biểu thị số chu kỳ xử lý mỗi giây mà CPU có thể thực hiện được.
Tốc độ xung nhịp cao hơn đồng nghĩa là CPU nhanh hơn. Tuy nhiên, có rất nhiều yếu tố khác tác động.
Tốc độ xử lý CPU thế nào là nhanh?
Tốc độ CPU còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
– Số nhân xử lý (2, 4, 10, 22 nhân,…), càng nhiều nhân càng mạnh.
– Công nghệ sản xuất (32nm, 22nm, 14nm,…), càng nhỏ càng tiết kiệm điện và hiệu năng cao hơn.
– Công nghệ làm tăng tốc độ xử lý của CPU (pipeline, turbo boost, siêu phân luồng,…).
Tốc độ CPU còn phụ thuộc vào những yếu tố khác
– Bộ nhớ đệm dùng để lưu các lệnh/dữ liệu thường dùng hay có khả năng sẽ được dùng trong tương lai gần, giúp giảm bớt thời gian chờ đợi của CPU.
– Đồ họa tích hợp
– TDP (công suất thoát nhiệt), lượng nhiệt chip xử lý tỏa ra mà hệ thống làm mát cần phải giải tỏa. TDP thường cho biết mức tiêu thụ điện của con chip, con số này càng thấp càng tốt.
Có thể bạn quan tâm: Cách kiểm tra, đo nhiệt độ CPU máy tính, laptop đơn giản và chính xác
4. Các loại CPU đang được sử dụng hiện nay
Hiện nay, có 2 nhà sản xuất CPU lớn nhất toàn cầu là AMD và Intel. Sự phát triển của 2 thương hiệu lớn này đã giúp cho người dùng có nhiều sự lựa chọn hơn và so sánh để chọn được sản phẩm tốt nhất.
– CPU Intel
CPU Intel: Intel Core i3, i5, i7, i9 và Intel Xeon.
Ví dụ về các loại CPU được ưa chuộng như: CPU Intel Core i9 9900k, CPU Intel Core i7 8700k, CPU Intel Core i5 9400F.
CPU Intel
– CPU AMD
CPU AMD: AMD Ryzen 5, AMD Ryzen 7 và AMD Ryzen threadripper.
Ví dụ về các loại CPU được ưa chuộng như: AMD Ryzen 7 2700X, AMD Ryzen 7 2700, AMD Ryzen 7 3700X.
CPU AMD
Nhân và luồng CPU là gì?
– Nhân CPU là gì?
Cũng giống như con người, mỗi bộ máy tính luôn có một bộ não giúp xử lý thông tin, được gọi là CPU. Cấu tạo của nó sẽ bao gồm một hoặc nhiều nhân (lõi) vật lý (hay còn gọi với cái tên core CPU) đảm nhận một chức năng xử lý riêng biệt. Tất cả các nhân sẽ hoạt động kết hợp với nhau để cho khả năng xử lý đa nhiệm.
Chính vì vậy lời khuyên dành cho những ai cần mua một chiếc máy tính với nhu cầu xử lý công việc cao thì nên chọn những dòng máy sở hữu bộ CPU có nhiều nhân để mang lại hiệu năng mạnh mẽ và tốc độ hoạt động vượt trội.
Nhân (lõi) vật lý (hay còn gọi là core CPU) đảm nhận một chức năng xử lý riêng biệt trong CPU
– Luồng CPU là gì?
Bên cạnh các nhân, trong CPU còn có một thành phần mang tên luồng CPU có khả năng quản lý, tập hợp các trình điều khiển và truyền dữ liệu xử lý. Tương tự, một chiếc CPU được trang bị nhiều luồng sẽ cho hiệu suất vận hành tối ưu và cho phép hoạt động đa nhiệm mượt mà tại cùng một thời điểm. Giúp người dùng tiết kiệm được thời gian, tăng hiệu quả công việc cũng như tối ưu hoá tài nguyên thiết bị
Luồng CPU có khả năng quản lý, tập hợp và truyền dữ liệu xử lý
Đọ sức Intel và AMD: Chip nào tốt hơn?
1. Giá bán
Nhìn chung cả Intel và AMD đều mang đến những chip CPU với phân khúc giá rất đa dạng. Trong mức giá chip tầm trung, chip AMD được lựa chọn phổ biến hơn với giá thành chip rẻ hơn so với chip của Intel.
So sánh trong phân khúc giá này, chip AMD dẫn đầu về giá bán, ví dụ như Ryzen 7 3700X được trang bị gấp đôi luồng xử lý so với Intel Core i7-9700K (374$) nhưng lại có giá thành rẻ hơn, chỉ 329$.
Ở phân khúc cấp, trong khi các chip Intel hiện có phạm vi từ 4 đến 18 lõi, thì các chip AMD hiện có thể được tìm thấy với tối đa 32 lõi. Trong phân khúc giá này, AMD vừa ra mắt dòng sản phẩm mới với bộ xử lý Ryzen mới, nổi bật có AMD Ryzen 9 3950X, bộ xử lý 16 nhân đầu tiên trên thị trường chính, so với hiệu năng của con chip này thì mức giá 749 $ không hề đắt.
2. Hiệu năng
Trong thị trường chip cao cấp, bộ xử lý của Intel thường đứng đầu, đặc biệt hiệu năng lõi đơn của Intel có phần lấn át hơn so với AMD.
Tuy vậy, AMD thường cung cấp hiệu suất đa luồng tốt hơn so với chip của Intel, nhờ vào số lượng lõi và số luồng cao hơn.
Đơn cử như Core i9-9900K của Intel cho thấy hiệu năng lõi đơn nổi bật hơn nhiều vượt trội hơn nhiều khi so với Ryzen Threadripper 2970WX của AMD dù mức giá rẻ hơn một nửa.
Tương tự, khi so sánh Ryzen 7 3700X của AMD với chip Intel Core i7-9700K, Ryzen 7 3700X dẫn đầu hiệu năng xử lý đa luồng, nhưng tụt lại phía sau khi so riêng các luồng đơn.
3. Khả năng xử lý đồ họa
Về khả năng xử lý đồ họa, AMD cho thấy sự vượt trội hơn khi cung cấp ra thị trường một số card đồ họa chuyên dụng trong khi Intel đến hiện tại vẫn chưa có.
AMD nhờ việc phát hành Ryzen 5 2400G, gói đồ họa Vega rời mạnh mẽ đã mang đến khả năng xử lý đồ họa vượt trội hơn. Bên cạnh đó, AMD cũng đã ra mắt trình điều khiển cập nhật cho chip Ryzen di động của mình, điều này góp phần hiệu suất tốt hơn tới 20% trong các trò chơi.
Tuy AMD được đánh giá là lựa chọn tốt hơn cho đồ họa tích hợp nhưng hiệu năng tính toán của chúng lại thua thiệt khá nhiều so Intel, mặc dù với Ryzen thế hệ thứ 3 AMD đang thu hẹp khoảng cách đó.
Khi sử dụng chung một card đồ hoạ cao cấp, một CPU i3 hoặc i5 của Intel có thể mang tới nhiều hơn từ 30 đến 40 FPS so với một CPU AMD cùng giá. Vì vậy nếu bạn muốn trang bị một cấu hình chơi game cao cấp, Intel sẽ là lựa chọn hợp lý hơn.
Theo Intel, hãng đang lên kế hoạch tung ra thị trường dòng card đồ họa chuyên dụng vào năm 2020.
4. Khả năng ép xung
Về khả năng ép xung, AMD được cho là hỗ trợ ép xung nhiều hơn so với chip của Intel trong mức giá thấp.
Với APU A-Series của AMD, bạn có thể ép xung với mức giá chỉ từ 45$. Trong khi đó, bạn chỉ có thể ép xung bộ xử lý Intel của seri K với con chip rẻ nhất là Intel Core i3-9350K giá 173$.
Tuy vậy, các CPU cao cấp của Intel có thể được trang bị tới 8 hoặc 10 lõi cùng khả năng ép xung vô cùng ấn tượng, chip của AMD trong phân khúc cao cấp này không thể nào so bì được.
Như trong các chip thuộc seri K của Intel, nổi bật có i9-9900K có khả năng duy trì tần số turbo 5.0GHz lớn hơn nhiều so với tần số turbo 4.6GHz của Ryzen 9 3900X. Nếu bạn có hỗ trợ làm mát bằng nitơ lỏng thêm, tần số này thể đạt tới mức 6.1GHz với con chip Intel Core 18 lõi i9-7980XE.
Tóm lại, nếu quan tâm đến hiệu năng ép xung tốt nhất cho vi xử lý máy tính, chip Intel là sự lựa chọn tốt nhất cho bạn.
5. Tính phổ biến và hỗ trợ
Vấn đề lớn nhất với bộ chip xử lý của AMD là thiếu khả năng tương thích với các thành phần khác. Cụ thể, các tùy chọn bo mạch chủ (mobo) và bộ làm mát bị hạn chế do các ổ cắm khác nhau trên CPU AMD.
Trong đó, nhiều bộ làm mát CPU của yêu cầu bạn đặt mua khung AM4 đặc biệt để sử dụng cho chip Ryzen của AMD, nhưng chỉ một số bo mạch chủ tương thích với chipset AM4. Về vấn đề này, các bộ phận của Intel phổ biến hơn và đi kèm với đó chi phí bắt đầu để lắp đặt thấp hơn, do có sự đa dạng để lựa chọn.
Tuy nhiên, trong khi cả bộ xử lý Coffee Lake Refresh và AMD Ryzen thế hệ thứ 3 hiện đã có mặt rộng rãi và Ice Lake của ADM hiện đang bắt đầu phân phối trên thị tường thì Intel đã gặp phải tình trạng thiếu nguồn cung. Điều này dẫn đến việc AMD giành được chiến thắng về doanh số so với Intel trong những năm gần đây.
2. So sánh sự khác biệt giữa nhân và luồng CPU
| Thông số | Cốt lõi | Chủ đề |
| Khái niệm | Lõi CPU có nghĩa là thành phần phần cứng thực tế. | Luồng đề cập đến thành phần ảo quản lý các tác vụ. |
| Quá trình | CPU được cấp các tác vụ từ một luồng, chỉ truy cập luồng thứ hai khi thông tin được gửi bởi luồng đầu tiên là không đáng tin cậy. | Có nhiều biến thể khác nhau về cách CPU có thể tương tác với nhiều luồng. |
| Thực hiện | Đạt được thông qua hoạt động đan xen. | Thực hiện thông qua việc kiện nhiều CPU. |
| Lợi ích | Tăng số lượng công việc hoàn thành tại một thời điểm. | Cải thiện thông lượng, tăng tốc độ tính toán. |
| Tận dụng | Core sử dụng chuyển đổi nội dung. | Sử dụng nhiều CPU để vận hành nhiều quy trình. |
| Yêu cầu đơn vị xử lý | Chỉ yêu cầu đơn vị xử lý tín hiệu. | Yêu cầu nhiều đơn vị xử lý. |
| Thí dụ | Chạy nhiều ứng dụng cùng một lúc. | Chạy trình thu thập thông tin web trên một cụm. |
3. Nhân và luồng ảnh hưởng gì đến hiệu suất máy tính?
Trong quá trình hoạt động, nhân và luồng cùng thực hiện nhiệm vụ xử lý song song với nhau. Chính vì vậy mà nó được xem như là nhân tố quyết định ảnh hưởng đến hiệu năng của máy tính. Mỗi nhân sẽ đảm nhiệm cùng lúc 2 luồng giúp CPU làm việc hiệu quả hơn và nâng cao tốc độ xử lý.
Đây chính một trong những điểm nổi bật giúp các nhà sản xuất phần cứng ứng dụng chúng vào công nghệ siêu phân luồng. Khi CPU được trang bị càng nhiều nhân hoặc luồng thì hiệu suất của nó càng được đẩy mạnh.
Nhân và luồng được xem như là nhân tố quyết định hiệu năng của máy tính
4. Ưu, nhược điểm của nhiều nhân, đa luồng
– Ưu điểm
+ Có khả năng xử lý đa nhiệm mượt mà, song song cùng lúc nhiều nhiệm vụ. Mang lại hiệu quá làm việc cao.
+ CPU có khoảng từ 6 – 8 nhân sẽ hỗ trợ tốt khi bạn cần thực hiện các tác vụ chơi game hoặc công việc yêu cầu đồ hoạ cao như đồ hoạ, chỉnh sửa ảnh, video,…
+ Tốc độ hoạt động của máy tính được đẩy mạnh, giúp người dùng tiết kiệm được nhiều thời gian.
+ Công việc được giải quyết nhanh hơn giúp tối ưu nguồn năng lượng điện cho thiết bị.
CPU gồm nhiều nhân, đa luồng sẽ có các ưu điểm vận hành vượt trội
– Nhược điểm
+ Khi được trang bị càng nhiều nhân và luồng thì tốc độ xử lý của CPU cũng được đẩy lên tối đa. Điều này dẫn đến hiện tượng toả nhiệt cao, đòi hỏi máy tính phải có bộ tản nhiệt tốt.
+ Để hoạt động cùng lúc các thành phần bao gồm nhân, luồng, quạt tản nhiệt,… thì đòi hỏi máy tính phải tiêu thụ một lượng điện năng khá lớn cho một lần làm việc.
+ CPU sở hữu càng nhiều nhân và luồng thì chắc chắn giá thành sẽ càng cao. Vì vậy nó vẫn gặp nhiều hạn chế khi tiếp cận thị trường người tiêu dùng phổ thông.
Tuy nhiên CPU nhiều nhân, đa luồng vẫn còn nhiều mặt hạn chế
5. Có phải càng nhiều nhân, luồng thì càng tốt?
Nhiều người vẫn nghĩ rằng chỉ cần CPU của máy tính có nhiều nhân, đa luồng thì thiết bị sẽ hoạt động mượt mà và có tốc độ xử lý cao. Tuy nhiên trên thực tế chúng sẽ chỉ phát huy hết công suất khi kết hợp khởi chạy các phần mềm hỗ trợ như Google Chrome, Adobe Premiere Pro,…
CPU nhiều nhân, đa luồng chỉ phát huy công suất khi kết hợp cùng phần mềm hỗ trợ