CPU là gì

0
30

CPU là một bộ phận quan trọng của máy tính, nhưng không phải ai cũng thực sự biết CPU là gì? Mang ý nghĩa ra sao? Cấu tạo của một chiếc CPU thì gồm những phần nào? Trong bài viết này, congngheso247.net sẽ gửi đến bạn những thông tin chi tiết nhé.

CPU là viết tắt của từ gì?

CPU là viết tắt của từ Central Processing Unit, tạm dịch là bộ xử lý trung tâm, là các mạch điện tử trong một máy tính. Chức năng của CPU là 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.
"<yoastmark

Cấu tạo của CPU

Khối điều khiển (CU – Control Unit)

Phần này có nhiệm vụ thông dịch các lệnh của chương trình và điều khiển hoạt động xử lý. Bộ phận này 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)

Khối này thực hiện các phép toán số học và logic. Sau đó trả lại kết quả cho các thanh ghi hoặc bộ nhớ.

Khối tính toán ALU
Khối tính toán ALU

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 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).

CPU có bao nhiêu lõi?

Trong thời kỳ đầu, CPU chỉ có một lõi đơn. Điều này có nghĩa là CPU được giới hạn ở một tập hợp các tác vụ đơn lẻ. Đây là một trong những lý do khiến việc tính toán thường tương đối chậm và tốn thời gian. Nhưng từng đấy cũng đủ để thay đổi thế giới ở 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, lõi tứ và đa nhân.
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, bộ xử lý trung tâm có thể xử lý đồng thời nhiều tiến 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 lõi tứ 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.

Tìm hiểu các thông số

Có rất nhiều tùy chọn ngoài kia với cùng các thông số kỹ thuật cao cấp. Hãy cùng tìm hiểu ý nghĩa của những thông số này nhé.

Di động và desktop

Các nhà sản xuất đã đặt tên cho bộ vi xử lý di động và bộ vi xử cho desktop cùng một cái tên, nhưng với một loạt các tiền tố. Điều này xuất phát từ nguyên nhân chúng là những sản phẩm khác nhau. Tiền tố của bộ vi xử lý di động với chữ “U” cho công suất cực thấp, “HQ” cho đồ họa hiệu suất cao và “HK” cho đồ họa hiệu năng cao với khả năng ép xung. Tiền tố của bộ vi xử lý desktop bao gồm “K” cho khả năng ép xung và “T” cho công suất tối ưu.

32 hoặc 64bit

Bộ vi xử lý không nhận được luồng dữ liệu liên tục. Thay vào đó, nó nhận dữ liệu trong các khối nhỏ hơn được gọi là một “word”. Bộ vi xử lý bị giới hạn bởi số bit trong một word. Khi bộ vi xử lý 32bit được thiết kế lần đầu, nó có vẻ như là một kích thước word cực lớn. Tuy nhiên, định luật Moore vẫn được duy trì và đột nhiên các máy tính có thể xử lý hơn 4GB RAM . Điều này mở cánh cửa cho một bộ xử lý 64bit mới.

Thiết kế nhiệt điện

Thiết kế nhiệt điện là thước đo công suất cực đại bằng đơn vị Watts mà CPU tiêu thụ. Ngoài mức tiêu thụ điện năng thấp hơn, nó còn có khả năng sinh ra ít nhiệt hơn nữa.

Loại CPU socket

Để tạo nên một máy tính đầy đủ chức năng, CPU cần được gắn vào các thành phần khác thông qua bo mạch chủ. Khi chọn một CPU, bạn cần đảm bảo rằng các loại CPU socket và bo mạch chủ phù hợp với nhau.

Bộ nhớ cache BL2/L3

Bộ nhớ cache L2 và L3 là bộ nhớ nhanh chóng. Chúng có sẵn cho CPU sử dụng trong quá trình xử lý. Bạn càng có nhiều bộ nhớ cache, CPU của bạn càng hoạt động nhanh hơn.

Tần số

Tần số đề cập đến tốc độ hoạt động của bộ vi xử lý. Trước các bộ vi xử lý đa lõi, tần số là số hiệu suất quan trọng nhất khi so sánh các CPU khác nhau. Mặc dù các tính năng đã được bổ sung, nó vẫn là một đặc điểm kỹ thuật quan trọng cần tính đến. Ví dụ, nó có thể giúp một CPU lõi kép nhanh vượt trội hơn một CPU lõi tứ chậm chẳng hạn.

Tốc độ CPU là gì?

Tốc độ của bộ xử lý trung tâm hay còn gọi là tốc độ xung nhịp 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 của CPU phụ thuộc vào nhiều yếu tố
Tốc độ xử lý của CPU phụ thuộc vào nhiều yếu tố

Tốc độ của nó 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,…).
  • 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.

CPU làm việc như thế nào?

Khá nhiều bạn thắc mắc, vậy cách hoạt động của CPU là gì? Về cơ bản, dù có cải tiến bao nhiêu thế hệ thì CPU vẫn giữ nguyên các chức năng cơ bản và có tiến trình hoạt động thông qua 3 bước.

Tìm Nạp 

Quá trình tìm nạp liên quan đến việc nhận lệnh. Lệnh này được hiểu dưới dạng một chuỗi các số và chuyển tới CPU từ RAM. Mỗi lệnh là một phần nhỏ của thao tác. CPU cần phải biết được lệnh nào sẽ đến tiếp theo. Một bộ đếm chương trình có tên là Program Counter sẽ lưu giữ địa chỉ lệnh hiện tại. PC và các lệnh sẽ chuyển đặt vào Instruction Register – tức là thanh ghi lệnh. Độ dài của địa chỉ lệnh sau đó được tăng lên rồi tham chiếu đến địa chỉ của lệnh tiếp theo.

Giải mã

Khi một lệnh đã được tìm nạp và lưu trữ trong thanh ghi lệnh, CPU lúc này sẽ truyền lệnh tới một bộ phận mạch – gọi là bộ giải mã lệnh. Bộ giải mã lệnh sẽ hoạt động và chuyển đổi lệnh thành các tín hiệu đến các phần khác của CPU tiến tới công đoạn hành động.

Thực thi

Ở bước này, các lệnh đã giải mã hoàn toàn và gửi tín hiệu đến các bộ phận liên quan của CPU. Các kết quả hành động thường được ghi vào CPU register. Tại đây, chúng có thể được tham chiếu bằng các lệnh sau đó. Điều này tương tự như chức năng ghi bộ nhớ trên máy tính.

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 giúp người dùng có nhiều sự lựa chọn hơn.
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 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.
Như vậy là congngheso247.net vừa gửi đến bạn các tất cả các thông tin liên quan về bộ xử lý trung tâm. Hi vọng qua bài viết này, các bạn sẽ hiểu hơn về cấu tạo, chức năng của nó. Các bạn nhớ tiếp tục theo dõi congngheso247.net để biết thêm những kiến thức thú vị khác nhé.