Bộ vi xử lý - CPU

CPU là gì?

Bộ xử lý trung tâm (CPU) là một trong những thiết bị chính của máy tính điện tử và là phụ kiện cốt lõi trong máy tính. Chức năng của nó chủ yếu là thông dịch các chỉ thị máy tính và xử lý dữ liệu trong phần mềm máy tính. CPU là thành phần cốt lõi của máy tính có nhiệm vụ đọc các lệnh, giải mã và thực thi các lệnh. Khối xử lý trung tâm chủ yếu bao gồm hai phần, đó là bộ điều khiển và bộ số học, cũng bao gồm bộ nhớ đệm tốc độ cao và bus nhận dữ liệu và điều khiển giữa chúng. Ba thành phần cốt lõi của máy tính điện tử là CPU, bộ nhớ trong và thiết bị xuất / nhập. Các chức năng của khối xử lý trung tâm chủ yếu là xử lý các lệnh, thực hiện các thao tác, kiểm soát thời gian và xử lý dữ liệu.

Trong kiến ​​trúc máy tính, CPU là đơn vị phần cứng cốt lõi điều khiển tất cả các tài nguyên phần cứng của máy tính (chẳng hạn như bộ nhớ, đơn vị đầu vào và đầu ra) và thực hiện các hoạt động có mục đích chung. CPU là lõi điều khiển và tính toán của máy tính. Hoạt động của tất cả các lớp phần mềm trong hệ thống máy tính cuối cùng sẽ được ánh xạ tới hoạt động của CPU thông qua tập lệnh.

Các thông số kỹ thuật của CPU

Tốc độ xử lý của CPU ngoài phụ thuộc vào những mức xung nhịp và cache bên trong nó thì các thành phần kết hợp như Main , Ram, Ổ cứng cũng sẽ quyết định và cấu thành nên một cỗ máy hoàn chỉnh. Xung nhịp CPU càng cao , Bus Ram càng cao và SSD có tốc độ đọc ghi càng cao thì bộ máy tính càng khủng.

FSB - (Front Side Bus): Là tốc độ truyền tải dữ liệu ra vào CPU hay là tốc độ dữ liệu chạy qua chân của CPU.Bộ nhớ Cache: Vùng nhớ mà CPU dùng để lưu các phần của chương trình, các tài liệu sắp được sử dụng. Khi cần CPU sẽ tìm thông tin trên cache trước khi tìm trên bộ nhớ chính.

CPU có bao nhiêu lõi?

Khi ra đời CPU chỉ có một lõi đơn, dẫn đến khiến việc tính toán thường tương chậm và tốn thời gian, nhưng cũng đủ để thay đổi thế giới tại thời điểm đó. Sau khi đẩy CPU đơn lõi đến giới hạn của nó, các nhà sản xuất bắt đầu tìm kiếm những cách thức mới để cải thiện hiệu suất. Động thái muốn cải thiện hiệu suất này dẫn đến việc tạo ra các bộ vi xử lý đa lõi. Hiện nay, bạn sẽ thường xuyên nghe thấy các cụm từ như lõi kép, 4 lõi và đa nhân (hay đa lõi).

Ví dụ, một bộ vi xử lý lõi kép thực sự chỉ là hai CPU riêng biệt trên một chip đơn. Bằng cách tăng số lượng lõi, CPU có thể xử lý đồng thời nhiều quy trình. Điều này có hiệu quả đối với mong muốn làm tăng hiệu suất và giảm thời gian xử lý.

Các bộ vi xử lý lõi kép sớm nhường chỗ cho các bộ vi xử lý 4 lõi với 4 CPU, và thậm chí cả các bộ vi xử lý đa lõi với 8 CPU. Thêm vào công nghệ siêu phân luồng là máy tính của bạn có thể thực hiện các tác vụ như thể chúng có tới 16 lõi.

Cách thức vận hành của CPU

Sau nhiều lần cản tiến thì CPU vẫn giữ các chức năng cơ bản và CPU hoạt động thông qua 3 bước: Tìm nạp, giải mã và thực thi.

Tìm Nạp

Cũng giống như bạn mong đợi, quá trình tìm nạp liên quan đến việc nhận được một lệnh. Lệnh được biểu diễn dưới dạng một chuỗi các số và được chuyển tới CPU từ RAM. Mỗi lệnh chỉ là một phần nhỏ của bất kỳ thao tác nào, vì vậy CPU cần phải biết lệnh nào sẽ đến tiếp theo. Địa chỉ lệnh hiện tại được giữ bởi một Program Counter - bộ đếm chương trình (PC). PC và các lệnh sau đó được đặt vào một Instruction Register - thanh ghi lệnh (IR). Độ dài của PC sau đó được tăng lên để tham chiếu đến địa chỉ của lệnh tiếp theo.

Giải mã

Khi một lệnh được tìm nạp và được lưu trữ trong IR, CPU sẽ truyền lệnh tới một mạch được gọi là bộ giải mã lệnh. Điều này chuyển đổi lệnh thành các tín hiệu được chuyển qua các phần khác của CPU để thực hiện hành động.

Thực thi

Trong bước cuối cùng, các lệnh được giải mã, gửi đến các bộ phận liên quan của CPU để được thực hiện. Các kết quả thường được ghi vào một CPU register, nơi chúng có thể được tham chiếu bằng các lệnh sau đó. Hãy tưởng tượng nó giống như chức năng của bộ nhớ trên máy tính.

Các loại CPU phổ biến

Trên thị trường hiện nay thì AMD và Intel là 2 cái tên nổi đình nổi đám trong làng sản xuất chip. Mỗi thương hiệu đều có những thế mạnh và điểm yếu riêng nhưng chất lượng CPU của họ không bao giờ phải bàn cãi. 2 ông lớn này liên tục cạnh tranh nhau trên thị trường bằng các sản phẩm ngày một tân tiến hơn, tuy nhiên người được hưởng lợi cuối cùng vẫn sẽ là người tiêu dùng.

CPU Intel

Đây là CPU được sản xuất bởi Intel – là hãng sản xuất CPU lớn nhất thế giới khi mà gần như độc quyền sản xuất CPU cho PC và laptop. Intel được thành lập từ năm 1971 và hiện đang có gần 50 năm kinh nghiệm trong ngành. Các con chip được sản xuất bởi Intel đang càng ngày càng trở nên mạnh mẽ và đáng dùng hơn khi họ liên tục áp dụng những công nghệ hiện đại nhất vào sản phẩm của mình.

Trên thị thường máy tính ngày nay, có 3 dòng CPU Intel phổ biến hiện nay là Intel Pentium, Intel Celeron và intel Core i. Trong đó thì  Core i là được sử dụng rộng rãi nhất.

CPU AMD

AMD (Advanced Micro Devices) là một công ty bán dẫn đa quốc gia lớn thứ 2 thế giới chỉ đứng sau Intel trong thị trường sản xuất vi xử lý (chip xử lý). Tuy nhiên thời gian qua họ đang cho đối thủ Intel cảm thấy “nóng lưng” bởi các sản phẩm ngày một chất lượng và đa dạng.

AMD có các vi xử lý AMD Ryzen 3, AMD Ryzen 5, AMD Ryzen 7, AMD Ryzen 9 . Đây là các sản phẩm để cạnh tranh trực tiếp với Intel Core i3, Core i5, Core i7, Core i9 của Intel.