MỤC LỤC [] Show CPU là trung tâm đầu não điều khiển gần như toàn bộ các hoạt động của máy tính. CPU là một trong những tiêu chí đầu tiên để người dùng so sánh và lựa chọn cấu hình laptop, máy tính. Vậy CPU là gì, "mặt mũi" ra làm sao, hoạt động như thế nào? Hãy cũng Banlaptop.vn tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé! 1. CPU là gì?CPU là viết tắt của Central Processing Unit, tạm dịch là bộ xử lý trung tâm.  Theo định nghĩa của Wikipedia, CPU 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 (I/O) cơ bản do mã lệnh chỉ ra. Thuật ngữ CPU đã được sử dụng trong ngành công nghiệp máy tính kể từ đầu những năm 1960. Theo truyền thống, thuật ngữ "CPU" chỉ một bộ xử lý, cụ thể là bộ phận xử lý và điều khiển (Control Unit) của nó, phân biệt với những yếu tố cốt lõi khác của một máy tính nằm bên ngoài như bộ nhớ và mạch điều khiển xuất/nhập dữ liệu Hiểu đơn giản thì CPU chính là bộ não của máy tính máy vi tính. Chức năng của CPU là xử lý và phân tích mọi dữ liệu nhập, mọi yêu cầu tính toán từ người dùng sau đó “ra lệnh” cho các thành phần khác thực hiện công việc 2. Hình dạng và Cấu tạo của CPUHình dạng:Dưới đây là hình ảnh thực tế về mặt trước và sau của một CPU Intel (Hầu hết các loại CPU ngày nay của mấy tính hay điện thoại đều có hình dạng giống như trong ảnh) Bộ vi xử lý được đặt và gia cố chắc chắn vào một đế cắm CPU (CPU socket) tương thích được tìm thấy trên bo mạch chủ (main).
Như thấy trên hình, chip CPU thường có dạng hình vuông hoặc hình chữ nhật và có một góc nhỏ để đặt chip đúng vào CPU socket. Ở dưới cùng của con chip là hàng trăm chân nối được nối vào mỗi lỗ tương ứng trong đế cắm CPU. Qua nhiều năm, đã có hàng chục loại đế cắm khác nhau trên bo mạch chủ. Mỗi socket chỉ hỗ trợ các loại bộ xử lý cụ thể và mỗi bộ đều có cách bố trí chân riêng. Đa số CPU hiện nay đều được hàn chết trên main nên nếu bạn muốn thay thế nâng cấp CPU thì đồng thời cũng phải thay cả main mới Cấu tạo:CPU được cấu thành từ hàng triệu bóng bán dẫn được sắp xếp với nhau trên một bảng mạch nhỏ. Chẳng hạn Bộ xử lý Intel Pentium có 3.300.000 linh kiện bán dẫn transistor và thực hiện khoảng 188.000.000 lệnh mỗi giây. CPU gồm tất cả 5 thành phần, trong đó phần trung tâm sẽ có 3 bộ phận chính là CU, ALU và Registers: 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. Chức năng thực hiện các phép toán số học và logic sau đó trả lại kết quả cho các thanh ghi hoặc bộ nhớ. 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. Phần bộ nhớ chứa mã máy của cpu(không bắt buộc) để có thể thực thi các lệnh trong file thực thi. Thực hiện việc điều khiển các khối và điều khiển tần số xung nhịp. Mạch xung nhịp đồng hồ 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 – tốc độ đồng hồ tính bằng triệu đơn vị mỗi giây (MHz). Phần này là không cần thiết cho một CPU nhưng hầu hết có trong kiến trúc cisc. 3. Nguyên lý hoạt động của bộ vi xử lý CPUDù liên tục được cải tiến trong nhiều năm kể từ khi các CPU đầu tiên xuất hiện, nguyên lý hoạt động của CPU vẫn gồm 3 bước cơ bản: Tìm nạp, Giải mã và Thực thi. Tìm nạpquá trình tìm nạp liên quan đến việc nhận lệnh của CPU. 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 một thao tác bất kỳ, 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 mãKhi 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 thiTrong 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. Thanh Register này hoạt động giống như RAM vậy Tóm lại, CPU thực hiện công việc nhận lệnh từ các thao tác và request của người dùng, giải mã các lệnh đó sang ngôn ngữ máy, lưu trữ các lệnh đó và truyền đến các bộ phận khác trong máy tính để thực hiện yêu cầu của người dùng. Trong quá trình hoạt động, Bộ xử lý sản sinh rất nhiều nhiệt, vì vậy chúng được phủ một lớp tản nhiệt để làm mát, giúp CPU vận hành ổn định, trơn tru. Đó là lý do các máy tính đều được trang bị quạt tản nhiệt. Mời các bạn đọc tiếp Phần 2: Lịch sử hình thành, vai trò của CPU trong máy tính và các thông số kỹ thuật của CPU
Bạn đang muốn tìm hiểu về thế giới của máy tính và đồ điện tử? Vậy thì có một chủ đề mà bạn nên ưu tiên tìm đọc ngay từ đầu: CPU là gì, các chức năng và tầm quan trọng ra sao mà nó lại được ví như “bộ não” trên thiết bị của bạn. CPU là gì?CPU (Central Processing Unit) dịch ra là Bộ xử lý trung tâm, nó là thành phần cốt lõi cho một thiết bị tính toán. Và mặc dù rất quan trọng, nhưng CPU chỉ có thể hoạt động cùng với các phần cứng khác. Con chip silicon được nằm trong một socket (ổ cắm) đặc biệt của mainboard. Nó tách biệt với bộ nhớ, nơi thông tin được lưu trữ tạm thời. Nó cũng tách biệt với card đồ họa hoặc chip đồ họa, những thứ sẽ render video và đồ họa 3D để hiển thị trên màn hình của bạn. CPU được chế tạo bằng cách đặt hàng tỷ bóng bán dẫn siêu nhỏ vào một con chip máy tính duy nhất. Những bóng bán dẫn đó cho phép nó thực hiện các phép tính cần thiết để chạy các chương trình được lưu trữ trên bộ nhớ hệ thống của bạn, chẳng hạn như chơi game, xem video, hoặc viết email,… Một trong những tiến bộ đáng nói nhất của công nghệ CPU là làm cho những bóng bán dẫn ngày càng nhỏ hơn. Điều đó giúp cải thiện tốc độ xử lý của CPU lên rất nhiều. Trong bối cảnh của các thiết bị hiện đại, máy tính để bàn hoặc laptop thường được trang bị một CPU chuyên dụng thực hiện nhiều chức năng xử lý cho hệ thống. Thay vào đó, các thiết bị di động và một số máy tính bảng sử dụng System on Chip (SoC), là chip đóng gói luôn CPU cùng với các thành phần khác. Ngày nay, cả hai hãng Intel và AMD đều cung cấp các CPU có chip đồ họa và bộ nhớ lưu trữ trên chúng, có nghĩa là chúng có thể thực hiện nhiều chức năng hơn chỉ là các chức năng tiêu chuẩn của CPU. Các chức năng của CPU trong Máy tínhVề cốt lõi của nó, một CPU nhận các lệnh từ một chương trình (hoặc ứng dụng) và thực hiện một phép tính toán. Quá trình này chia thành ba giai đoạn chính: tìm nạp, giải mã và thực thi. CPU tìm nạp lệnh từ RAM, giải mã lệnh thực sự là gì, sau đó thực hiện lệnh bằng cách sử dụng các thành phần có liên quan với CPU. Lệnh hoặc phép tính được thực thi có thể liên quan đến số học cơ bản, so sánh các số, thực hiện một hàm hoặc di chuyển các số trong bộ nhớ. Vì mọi thứ trong một thiết bị máy tính đều được biểu thị bằng các con số, bạn có thể coi CPU như một chiếc máy tính chạy cực kỳ nhanh. Kết quả của khối lượng công việc có thể là khởi động Windows, hiển thị video YouTube, hoặc tính lãi kép trong bảng tính,… Trong các hệ thống hiện đại, bạn có thể tưởng tượng CPU hoạt động giống như ông sếp của một công ty vậy, bằng cách cung cấp dữ liệu cho các phần cứng chuyên dụng khi nó được yêu cầu. Ví dụ, CPU yêu cầu card đồ họa hiển thị vụ nổ do bạn nhắm bắn vào thùng xăng trong game, hoặc yêu cầu ổ cứng chuyển tài liệu Office sang RAM của hệ thống để truy cập nhanh hơn,… Nhân, Luồng và Tốc độ xung nhịp CPUThuở ban đầu, CPU chỉ có một core (nhân) xử lý duy nhất. CPU hiện đại ngày nay bao gồm nhiều nhân cho phép nó thực hiện nhiều lệnh cùng một lúc, điều này là rất tốt nếu bạn có nhu cầu đa nhiệm cao. Hầu hết các CPU được bán ra trên thị trường thường có 2 hoặc 4 nhân. 6 nhân đang được coi là xu hướng, trong khi những con chip đắt đỏ hơn có từ 8 đến thậm chí 64 nhân. Hình ảnh minh họa Nhân CPU và Luồng CPU Lấy một ví dụ cụ thể để bạn dễ hiểu hơn về nhân CPU nhé: bạn có thể nghĩ về lúc làm bài thuyết trình, nếu có được cả một nhóm, chia ra người thì biên soạn nội dung, người thì lo phần trình bày trang trí, người thì kiểm tra lại và soát lỗi,… vậy thì chắc chắn sẽ hoàn thành nhanh hơn nhiều so với chỉ một người phải gồng gánh tất cả mọi công việc. Nhiều bộ xử lý cũng sử dụng một công nghệ gọi là đa luồng. Hãy tưởng tượng một nhân CPU vật lý duy nhất có thể thực hiện hai dòng thực thi (luồng) cùng một lúc, do đó xuất hiện dưới dạng hai nhân “hợp lý” trên phần cuối của hệ điều hành. Các nhân ảo này tuy không mạnh bằng nhân vật lý vì chúng chia sẻ cùng tài nguyên, nhưng nhìn chung, chúng có thể giúp cải thiện hiệu suất đa nhiệm của CPU khi chạy phần mềm tương thích. Tốc độ xung nhịp cũng luôn được nhà sản xuất quảng cáo nổi bật lên khi bạn nhìn vào CPU. Đây là con số “gigahertz” (GHz) biểu thị hiệu quả số lượng lệnh mà CPU có thể xử lý mỗi giây, nhưng đó không phải là toàn bộ bức tranh về hiệu suất. Tốc độ xung nhịp chủ yếu phát huy tác dụng khi so sánh các CPU từ cùng một dòng sản phẩm hoặc cùng thế hệ. Khi tất cả những thứ khác đều đã giống nhau, tốc độ xung nhịp nhanh hơn có nghĩa là bộ xử lý nhanh hơn. Tuy nhiên, bộ xử lý 3 GHz từ năm 2010 sẽ phục vụ được ít công việc hơn bộ xử lý 2 GHz từ năm 2020. Vì vậy, bạn nên chi trả bao nhiêu tiền cho một CPU? Chúng tôi cũng có một số bài viết hướng dẫn để cung cấp cho bạn một số gợi ý về các CPU tốt nhất mà bạn có thể mua. Tuy nhiên, đối với một phác thảo chung, trừ khi bạn là một game thủ chuyên nghiệp hoặc muốn chỉnh sửa video chuyên nghiệp, bạn không cần phải chi nhiều hơn 250$. Bạn có thể cắt giảm được chi phí bằng cách tránh mua phần cứng thế hệ mới nhất, và thay vào đó là gắn bó với thế hệ CPU gần đây. Đối với CPU Intel Core, điều đó có nghĩa là chip thế hệ thứ 8, 9 hoặc 10. Bạn có thể xác định thế hệ của chúng rất dễ với tên sản phẩm. Ví dụ, Core i7-6820HK là chip thế hệ thứ 6 cũ hơn, trong khi Core i5-10210U là chip thế hệ thứ 10 mới hơn. AMD thì cũng làm điều tương tự với các CPU Ryzen của mình: Ryzen 5 2500X là chip thế hệ thứ 2 dựa trên thiết kế nhân “Zen+” mới, trong khi Ryzen 9 3950X là CPU thế hệ thứ 3. Ryzen 4000 được phát hành dưới dạng dòng chip dành cho laptop và ở dạng APU, với tính khả dụng rất hạn chế trên máy tính để bàn qua các nhà xây dựng hệ thống. Với suy nghĩ đó, có thể tranh luận rằng Ryzen 5000 là thế hệ thứ tư hay thứ năm của CPU AMD Ryzen, nhưng đây là thế hệ mới nhất và gần đây nhất, AMD đã hợp nhất các nền tảng laptop, APU và máy tính để bàn dưới banner Ryzen 5000. Bạn đang phân vân không biết nên chọn mua CPU Intel hay CPU AMD? Intel đã chiếm lĩnh phần lớn thị trường CPU trong nhiều năm, thường thì CPU Intel (đội xanh) sẽ mang lại trải nghiệm sử dụng ổn định hơn, nhưng đổi lại thì giá bán sẽ đắt hơn. Nếu tính trên cùng một mức giá, CPU AMD (đội đỏ) luôn có được thông số tốt hơn, và những năm gần đây thì CPU AMD cũng đã tương thích với mọi thứ tốt hơn trước rất nhiều rồi. Tóm lại, CPU là một thị trường rộng mở nên bạn có rất nhiều sự lựa chọn. Do đó, hãy đưa ra quyết định mà bạn cảm thấy phù hợp với nhu cầu và túi tiền của mình. CPU quan trọng như thế nào?Ngày nay, tuy CPU không còn quan trọng đối với hiệu suất tổng thể của hệ thống như trước đây, nhưng nó vẫn đóng một vai trò quan trọng trong phản hồi và tốc độ của thiết bị máy tính. Các game thủ thường sẽ tìm thấy nhiều lợi ích từ tốc độ xung nhịp cao hơn, trong khi các công việc như CAD và chỉnh sửa video sẽ thấy sự cải thiện từ số lượng nhân CPU nhiều hơn. Nên nhớ rằng CPU là một phần của hệ thống, vì vậy bạn sẽ muốn đảm bảo rằng mình có đủ RAM và ổ cứng lưu trữ tốc độ nhanh để có thể cung cấp dữ liệu cho CPU của bạn. Nhưng có lẽ dấu hỏi lớn nhất sẽ đặt ra trên card đồ họa, do có một số yêu cầu cân bằng trong bộ PC của bạn, cả về hiệu suất và cả chi phí. Một CPU quá yếu sẽ không phù hợp để đi cùng một chiếc card đồ họa quá mạnh, và ngược lại, điều đó vừa gây lãng phí hiệu suất vừa lãng phí cả tiền bạc của bạn. Lời cuối cùng trước khi kết thúc bài viết, nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hay góp ý về nội dung chúng tôi đã đề cập trong “CPU là gì? Tìm hiểu các chức năng của CPU trong Máy tính“, hãy chia sẻ ý kiến của bạn bằng khung bình luận bên dưới nhé. Chúc bạn một ngày tốt lành !!! |
