Độ mạnh yếu của CPU quyết định bởi các yếu tố nào?

CPU (Central Processing Unit) hay còn được biết với tên gọi khác là bộ xử lý trung tâm, bộ vi xử lý, chip, là các mạch điện tử trong một máy tính. Bộ phận này thực hiện các câu lệnh của chương trình máy tính nhờ các phép tính số học, so sánh, logic hay hoạt động nhập – xuất dữ liệu (I/O) căn bản do mã lệnh đề ra.

Đối với máy tính CPU có vai trò là bộ não, giúp điều hành và xử lý hầu hết các tác vụ mà bạn thực hiện trên máy. Giá bán của CPU được phân hóa theo sức mạnh xử lý cũng như công nghệ được sử dụng trên chúng. Vậy những yếu tố nào ảnh hưởng đến độ mạnh yếu của CPU? Hãy cùng HANOICOMPUTER tìm hiểu trong bài viết này!

Có tất cả 7 yếu tố chính ảnh hưởng trực tiếp đến sức mạnh xử lý của CPU. Các yếu tố này gồm:

• Số lõi (hay còn gọi là số nhân)
• Xung nhịp
• Siêu phân luồng
• Bộ nhớ cache
• Word Size
• Độ rộng của address bus
• Độ rộng của data bus

Vậy các yếu tố này ảnh hưởng đến độ mạnh yếu của CPU như thế nào? Chúng ta cùng tìm hiểu ngay thôi nào!

Số lõi của CPU

Lõi hay nhân là đơn vị tính của CPU hay ta cũng có thể hiểu một nhân hay một lõi có thể coi là một CPU riêng biệt. Mỗi lõi có chu kỳ thực hiện và tìm nạp riêng, từ đó giúp CPU hoạt động hiệu quả hơn.  Các máy tính chúng ta sử dụng ngày nay đều sử dụng CPU lõi kép hoặc lõi tứ tức là CPU có 2 nhân hoặc CPU có 4 nhân. Hay CPU Intel Core i9-10900K mới ra mắt tháng 5/2020 có đến tận 10 nhân.

CPU Intel Core i9-10900K (3.7GHz turbo up to 5.3GHz, 10 nhân 20 luồng, 20MB Cache, 125W) - Socket Intel LGA 1200

Không chỉ như vậy, ưu điểm lớn nhất mà bộ vi xử lý đa nhân mang đến cho người dùng là khả năng đa nhiệm. Trên CPU đa nhân, mỗi tác vụ sẽ được xử lý trên một nhân. Các nhân còn lại sẽ tiến vào trạng thái tạm nghỉ cho đến khi có một tác vụ khác cần xử lý. Còn với CPU đơn nhân, khi một chương trình bị lỗi thì cả hệ thống sẽ không hoạt động được.

Một trong những lợi ích lớn nhất mà công nghệ đa lõi mang lại đó chính là ở đa nhiệm. Với một CPU đa lõi, mỗi tác vụ sẽ được một nhân xử lý, các lõi còn lại sẽ đi vào trạng thái nghỉ cho đến khi có một tác vụ khác yêu cầu. Trong khi nếu CPU chỉ có một nhân thì toàn bộ các tác vụ sẽ được xử lý trên đó. Điều này gây rủi ro rất cao vì khi một chương trình bị lỗi, cả hệ thống sẽ bị đóng băng.

Các phần mềm game online hay các phần mềm đồ họa, chỉnh sửa video có thể tận dụng tối đa lợi thế đa lõi của CPU. Bạn có thể thấy sự khác nhau rõ ràng giữa tốc độ render video giữa bộ vi xử lý 4 nhân và bộ vi xử lý 6 nhân.

Xung nhịp của CPU

Xung nhịp là một thông số thể hiện tốc độ làm việc của CPU. Một chu kỳ xung nhịp tương đương với 1Hz, tức là một chu kỳ mỗi giây. Tốc độ xung nhịp của bộ vi xử lý đời mới hiện nay trong khoảng từ 2 đến 5GHz. Tức là trong một giây, CPU thực hiện hàng tỷ chu kỳ.

Nhìn chung thì số xung nhịp càng cao thì tốc độ xử lý của CPU càng nhanh. Tuy nhiên CPU có xung nhịp cao cũng tiêu tốn nhiều năng lượng và sản sinh nhiệt lớn hơn. Khi nhiệt độ mà bộ xử lý trung tâm sinh ra lớn hơn khả năng chịu nhiệt của mình, xung nhịp sẽ tự động giảm xuống để giảm nhiệt độ. Từ đó mà tốc độ làm việc của máy tính cũng sẽ giảm.

Siêu phân luồng

Siêu phân luồng (Hyper Threading) là công nghệ cho phép một CPU vật lý hoạt động như 2 CPU bằng cách chia thành các luồng xử lý khác nhau. Điều này giúp CPU có khả năng xử lý nhiều tác vụ ở cùng một thời điểm từ đó tăng nhanh tốc độ xử lý của hệ thống.

Tác dụng của công nghệ siêu phân luồng được thể hiện rõ nhất đối với người dùng sử dụng các phần mềm dựng hình 3D, các ứng dụng dựng video, các ứng dụng nghiên cứu khoa học. Công nghệ siêu phân luồng trên CPU có thể giúp tăng hiệu suất làm việc cho máy lên đến 30%.

Bộ nhớ cache (Bộ nhớ đệm) của CPU

Bộ nhớ cache hay còn gọi là bộ nhớ đệm là bộ nhớ RAM nhỏ có hiệu suất cao được tích hợp sẵn trong bộ xử lý trung tâm. Các dữ liệu và chỉ lệnh được sử dụng nhiều lần sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ này. Các dữ liệu này đóng vai trò vô cùng quan trọng giống như biển chỉ đường trong hệ thống, góp phần rút ngắn thời gian CPU truy cập và lấy thông tin trong bộ nhớ chính. Vai trò của bộ nhớ đệm được thể hiện rõ nhất khi CPU xử lý trò chơi, chỉnh sửa video hay các ứng dụng nặng khác.

Word Size

Word size là số bit mà CPU có thể xử lý đồng thời trong một khoảng thời gian cụ thể. Ví dụ, bộ xử lý 32 bit cho tốc độ xử lý nhanh hơn bộ xử lý 16 bit vì đơn giản là nó sở hữu word size rộng hơn.

Word size của một hệ thống máy tính hiện nay nằm trong khoảng từ 32 đến 64 bit. Các máy tính được sản xuất hiện đại trong thời gian gần đây thường có CPU với word size là 64 bit.

Độ rộng address bus

Độ rộng address bus đề cập đến số vị trí bộ nhớ mà hệ thống có thể được. Ví dụ: nếu bạn có address bus 32 bit, điều này có nghĩa là bạn có thể sở hữu tối đa 2^32 (4.294.967.296, hơn 4 tỷ) địa chỉ. Các địa chỉ hoặc vị trí bộ nhớ này có thể chứa 1B, không gian bộ nhớ có thể ghi được là 4GB.

Độ rộng data bus

Data bus là đường dẫn điện tử nội bộ cho phép bộ vi xử lý CPU trao đổi dữ liệu với bộ nhớ cache. Độ rộng data bus có thể hiểu nôm na là số bit (đường dẫn điện) tạo nên bus đó. Thông thường bus dữ liệu sẽ có cùng kích thước với bus địa chỉ nhưng vẫn có trường hợp ngoại lệ. Nếu bus dữ liệu là 16 bit và bus địa chỉ là 32 bit thì dữ liệu sẽ được tìm nạp trong các nhóm 2 x 16 bit.

Trên đây là 7 yếu tố ảnh hưởng đến độ mạnh yếu của CPU. Tuy nhiên để so sánh sức mạnh của các bộ xử lý trung tâm được sản xuất các năm gần đây thì bạn chỉ cần quan tâm đến 4 yếu tố đầu gồm số lõi, xung nhịp, siêu phân luồng và bộ nhớ Cache. Hy vọng các bạn đã biết thêm được nhiều điều thú vị khi đọc bài viết này!