CPU là gì? Các loại CPU phổ biến nhất hiện nay

Đối với một chiếc máy tính, dù là PC hay laptop, CPU vẫn là một thành phần cực kỳ quan trọng. Hiểu một cách đơn giản, CPU hoạt động như bộ não của các thiết bị mà bạn sử dụng. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về CPU. Trong bài viết này, Tino Group sẽ cùng bạn tìm hiểu cụ thể CPU là gì cũng như điểm qua một số loại CPU phổ biến nhất hiện nay.

Tổng quan về CPU

CPU là gì?

CPU viết tắt của Central Processing Unit, tạm dịch: bộ xử lý trung tâm. Đây là các mạch điện tử trong một máy tính có nhiệm vụ thực thi các câu lệnh của chương trình máy tính bằng cách xử lý các phép tính số học, logic, so sánh và các hoạt động nhập/xuất dữ liệu cơ bản do mã lệnh yêu cầu.

Mặt dù là thành phần cốt lõi của thiết bị nhưng CPU chỉ có thể hoạt động cùng với phần cứng khác. Vì chức năng chính của CPU là nhận các thông tin đầu vào từ thiết bị ngoại vi (chuột máy tính, bàn phím, máy in,…) hoặc các chương trình máy tính rồi tiến hành phân tích. Sau đó, xuất thông tin ra ngoài màn hình hoặc đáp ứng các tác vụ của thiết bị ngoại vi.

CPU được thiết kế bằng cách đặt hàng tỷ bóng bán dẫn siêu nhỏ vào một chip máy tính duy nhất. Những bóng bán dẫn đó cho phép CPU thực hiện các phép tính cần thiết để chạy các chương trình được lưu trữ trên bộ nhớ hệ thống của bạn. Sự tiến bộ của công nghệ đã là làm cho những bóng bán dẫn ngày càng nhỏ hơn. Điều đó dẫn đến tốc độ CPU đã được cải thiện theo thời gian.

Thiết kế, hình dạng của CPU

Chip CPU có dạng hình vuông hoặc chữ nhật và được đặt đúng vào CPU socket. Ở dưới cùng là vô số chân cắm tương ứng với từng lỗ trong ổ cắm.

Tuy nhiên, các sản phẩm của Intel và AMD cũng đã được thử nghiệm với các khe cắm lớn và trượt vào mỗi khe trên bo mạch chủ. Hơn nữa, mỗi socket chỉ hỗ trợ loại CPU thích hợp với pin layout khác nhau.

Cấu tạo của CPU

Khối điều khiển (CU – Control Unit)

Thành phần này có nhiệm vụ thông dịch các lệnh của chương trình và thực thi hoạt động xử lý. CU được điều tiết chính xác bởi xung nhịp đồng hồ hệ thống. Đây cũng là phần cốt lõi của một CPU.

Khối tính toán ALU (Arithmetic Logic Unit)

ALU có chức năng thực hiện các phép toán số học và logic sau đó trả kết quả lại cho các thanh ghi hoặc bộ nhớ.

Các thanh ghi (Registers)

Registers là các bộ nhớ có dung lượng nhỏ với tốc độ truy cập cao. Thành phần này được đặt ngay trong CPU, dùng để lưu trữ tạm thời các kết quả tính toán, địa chỉ các ô nhớ hoặc thông tin điều khiển. Mỗi thanh ghi của CPU có một chức năng cụ thể. Trong đó, thanh ghi quan trọng nhất là bộ đếm chương trình (PC – Program Counter).

Opcode

Đây là 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

Vai trò của thành phần này là thực hiện việc điều khiển các khối và điều khiển tần số xung nhịp. Mạch xung nhịp được 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 được gọi là chu kỳ xung nhịp. Tốc độ xung nhịp tính bằng đơn GHz.

Cách thức vận hành của CPU

Quy trình vận hành cốt lõi của hệ thống CPU gồm có 3 bước: Tìm nạp -> giải mã -> thực thi.

Tìm nạp

Tìm nạp là việc nhận vào một lệnh dưới dạng chuỗi các chữ số và được đưa đến CPU thông qua RAM. Mỗi lệnh là một yếu tố nhỏ của từng thao tác nên CPU cần biết lệnh nào sẽ đến kế tiếp.

Giải mã

Sau khi lệnh đã được tìm nạp và hoàn thành lưu trữ trong thanh ghi lệnh, CPU sẽ gửi lệnh đến bộ giải mã.

Thực thi

Cuối cùng, những lệnh được giải mã thành công và gửi đến từng bộ phận phù hợp trong CPU để thực hiện. Kết quả sẽ được ghi vào Register – nơi chúng được tham chiếu bởi những lệnh kế tiếp, tương tự như chức năng của bộ nhớ trong máy tính.

Tìm hiểu về Core trong CPU

Core là một thuật ngữ được dùng để chỉ thông số của CPU và được Intel sử dụng cho các dòng vi xử lý từ phân khúc trung bình đến cao cấp, áp dụng cho PC lẫn laptop.

Khi mới ra mắt, CPU chỉ có một lõi đơn. Điều này dẫn đến việc tính toán tương đối chậm và tốn thời gian. Sau này, các nhà sản xuất bắt đầu tìm kiếm những cách thức mới để cải thiện hiệu suất của CPU và công nghệ đa lõi xuất hiện. Hiện nay, bạn sẽ thường xuyên nghe thấy các cụm từ như lõi kép, 4 lõi và đa nhân. Ví dụ: Một bộ vi xử lý lõi kép gồm có hai CPU riêng biệt trên một chip đơn.

Càng tăng số lượng lõi, CPU có thể xử lý đồng thời nhiều quy trình giúp tăng hiệu suất và giảm thời gian xử lý.

Các yếu tố tác động đến tốc độ xử lý của CPU

Tốc độ CPU hay tốc độ xung nhịp CPU được đo bằng đơn vị GHz biểu thị số chu kỳ xử lý mỗi giây mà CPU có thể thực hiện được.

Tốc độ càng cao đồng nghĩa CPU sẽ hoạt động nhanh hơn. Tuy nhiên, có rất nhiều yếu tố khác tác động đến tốc độ này, chẳng hạn như:

• Số nhân xử lý càng nhiều, tốc độ càng nhanh.
• Công nghệ sản xuất càng nhỏ càng tiết kiệm điện và cho hiệu năng cao hơn.
• Một số công nghệ có thể tăng tốc độ xử lý của CPU như Pipeline, Turbo boost, siêu phân luồng,…
• Bộ nhớ đệm dùng để lưu các lệnh hiện đại có thể giúp giảm bớt thời gian chờ đợi của CPU.
• Đồ họa tích hợp
• Lượng nhiệt chip xử lý tỏa ra càng thấp càng tốt.

Các loại CPU phổ biến nhất hiện nay

CPU Intel

Intel là một trong những công ty sản xuất CPU và linh kiện máy tính, laptop. nổi tiếng và phổ biến nhất thị trường hiện nay. Các sản phẩm ban đầu mà Intel phát triển gồm: CPU, bo mạch chủ, ổ nhớ Flash, card mạng, linh kiện máy tính, ..…

Hiện tại, các loại CPU Intel phổ biến là: Intel Pentium, Intel Celeron, Intel Xeon (dành cho hệ thống máy chủ) và Intel Core i. Trong đó, Intel Core i là dòng có phân khúc khách hàng gồm những người chơi game, làm việc đồ họa hay thực hiện tác vụ nặng trên máy tính.

CPU AMD

AMD (Advanced Micro Devices) là một trong những thương hiệu CPU hàng đầu thế giới bên cạnh Intel. Các sản phẩm của AMD thường có giá cả cạnh tranh hơn so với Intel trong cùng 1 phân khúc.. Bên cạnh sản xuất chip, AMD còn là một thương hiệu lớn chuyên kinh doanh card đồ họa rời cạnh tranh trực tiếp với nVidia và cung cấp một số linh kiện điện tử khác.

Các dòng AMD nổi tiếng hiện nay là AMD Ryzen (Ryzen 3, Ryzen 5, Ryzen 7, Ryzen 9), AMD FX, AMD Athlon, AMD Threadripper và mới đây là AMD EPYC – chip dành cho các hệ thống máy chủ chuyên nghiệp.

Trên đây là một số thông tin cơ bản về CPU mà Tino Group muốn gửi đến bạn tham khảo. Hy vọng bài viết sẽ giúp bạn có cái nhìn tổng quan về một trong những thành phần quan trọng nhất của một chiếc máy tính. Để biết thêm nhiều kiến thức máy tính, bạn có thể tìm đọc các bài viết của Tino Group nhé!

Những câu hỏi thường gặp