CPU là gì ??? Những điều cơ bản, cần biết về CPU

CPU là viết tắt của cụm từ Central Processing Unit  vừa là trái tim mà cũng vừa là cả bộ não của toàn hệ thống. Cũng giống như con người vậy, tim và não khỏe thì các bộ phận khác mới có thể hoạt động một cách tốt nhất và phát huy được hết sức mạnh. Để biết được phần trung tâm có khỏe hay không thì tất nhiên bạn phải khám tổng quát nó, vậy ở CPU thì khám cái gì ? Để biết được CPU khỏe hay không thì bạn phải biết những chỉ số kỹ thuật của nó, tất nhiên chỉ số càng cao thì càng tốt nhưng không vì vậy mà trông mặt bắt hình dong với những CPU có chỉ số thấp.

Thường khi tiến hành build cho mình một bộ PC, việc lựa chọn đầu tiên đó là chọn cho mình 1 bộ vi xử lý phù hợp. Rất nhiều câu hỏi được đặt ra khi tiến hành chọn lựa chiếc CPU. Điển hình như, chọn CPU có yếu quá không?, Chọn CPU này đã best p/p chưa?,  Chọn CPU này có lãng phí quá không?. Hay Chọn CPU này so với CPU kia thì thế nào?. Hãy cùng Gia Long khám phá một số kiến thức cơ bản về CPU để có thể lựa chọn cho mình một bộ vi xử lí phù hợp nhé.

Clock Cycle / Clock Speed

Thông số đầu tiên mà bạn sẽ nhìn vào CPU, tuy nhiên không phải dựa vào đây mà bạn đánh giá toàn bộ tổng thể hiệu năng của CPU được. Clock Cycle là một dạng tầng số được đo số vòng / Hertz . Còn Clock Speed là số vòng của tầng số thực hiện được trong một giây, có nghĩa là Clock Speed = Clock Cycle / giây. Ví dụ một CPU có Clock Speed là 2.5 GHz (gigahertz), có nghĩa là tầng số thực hiện được trong 1 giây là 2.5 tỉ vòng.

Nhưng cả hai thứ trên không quyết định hết hiệu năng của cả CPU. Tốc độ là một chuyện nhưng độ hiệu quả nhận lại được từ tốc độ đó lại là một chuyện khác. Để biết được hiệu năng của CPU có cao hay không thì bạn phải biết được số lượng công việc nó có thể xử lý trong một Clock Cycle, số này được gọi là Instruction Per Cycle (IPC) hoặc Cycle Per Instruction (CPI). Chính vì vậy mà một CPU có Clock Speed cao và có IPC thấp sẽ có hiệu năng thấp hơn một CPU có Clock Speed thấp hơn như IPC lại cao.

Cách tính IPC đơn giản nhất là lấy số liệu MIPS (Millions of Instructions Per Second) chia cho Clock Speed (đổi ra MHz bằng cách nhân trước cho 1000 rồi mới chia), sau đó chia thêm lần nữa cho số nhân / lõi của CPU. MIPS bạn có thể lấy từ Dhrystone Benchmark, hoặc bạn cũng có thể lên các trang so sánh hặc review CPU để tham khảo cho nhanh.

Socket

Socket là phần tiếp xúc giữa CPU và motherboard. Đây đơn giản chỉ là “giắc cắm” mà thôi. Tuy nhiên Socket sẽ chia ra thành nhiều loại theo sản phẩm và cả nhà sản xuất. Socket thì không ảnh hưởng gì tới hiệu năng của CPU cả, chỉ có một yêu cầu duy nhất đó là Socket của CPU và motherboard mà bạn cắm lúc nào cũng phải giống nhau. Ví dụ motherboard có Socket (Intel) là 1151 thì CPU cũng phải có Socket là 1151, tương tự đối với motherboard của AMD là Socket FM2+ thì CPU cũng phải y chang như vậy.

Cache

Mục đích chính của CPU là xử lý dữ liệu, nhưng dữ liệu cũng phải mất thời gian di chuyển tới CPU thì mới xử lý được. Chính vì vậy mà Cache đóng vai trò quan trọng để giảm bớt thời gian dữ liệu di chuyển tới CPU. Cache giống như một một cái ba lô đi dã ngoại vậy, trong đó chứa sẵn những thứ cần thiết để mỗi khi cần bạn (là CPU) có thể thò tay vào mà lấy, chứ không phải mất công chạy về nhà (là RAM) để lấy. Ngoài ra Cache còn có nhiệm vụ đoán trước những những thứ bạn sắp làm để chuẩn bị cho kịp, khả năng dự đoán đúng của Cache cũng khá cao.

Cache cũng chia thành nhiều tầng khác nhau đó là Level 1 – 2 – 3:

• Cache Level 1 là bộ nhớ gần CPU nhất và luôn có sẵn trên CPU, đây là Cache đầu tiên mà CPU sẽ tìm xem có dữ liệu đang cần hay không và cũng là Cache có tốc độ nhanh nhất.
• Cache Level 2 thường là ở trên CPU (CPU tầm trung – khá), cũng có khi ở trên motherboard, đây là nơi CPU sẽ tìm nếu Cache Level 1 không có dữ liệu đang cần.
• Cache Level 3 chỉ có ở những CPU cao cấp và mắc tiền. Đây là Cache cuối cùng cũng là Cache có dung lượng lưu trữ cao nhất nhưng đồng thời cũng chậm nhất. CPU sẽ tìm tới Cache Level 3 nếu 2 Level kia không có dữ liệu cần thiết, nếu ở đây không có nữa thì CPU sẽ lấy từ RAM, trong trường hợp RAM chưa nạp dữ liệu đó nữa thì CPU sẽ lấy từ ổ cứng.

Core

Core là lõi hoặc nhân của CPU. Đây là thứ sẽ xử lý dữ liệu và chạy chương trình hay các tác vụ khác. Càng nhiều nhân / lõi thì CPU của bạn càng có khả năng làm nhiều việc cùng một lúc hơn. Nói cho dễ hiểu thì ví dụ trên một con đường cao tốc sẽ có trạm thu phí, trạm thu phí này chính là nhân / lõi của CPU, càng nhiều trạm thu phí (nhân / lõi) thì càng có khả năng thu tiền từ nhiều xe (chương trình và tác vụ) đi qua hơn.

Thread / Hyper-Threading

Thread là luồng xử lý của CPU. Như đã ví dụ ở trên thì lõi / nhân ở trên giống như một trạm thu phí, thì luồng xử lý ở đây sẽ giống như làn đường. Bạn càng có nhiều làn đường (luồng xử lý) thì số lượng xe lưu thông (thông tin và dữ liệu cần xử lý) sẽ được dàn trải đều ra, như vậy thì nhân / lõi sẽ làm việc được liên tục và trơn tru hơn với những tác vụ đang chờ.

Đây là phương pháp “đánh lừa” hệ thống rằng CPU có nhiều nhân / lõi hơn số lượng thật, và ép mỗi nhân / lõi xử lý nhiều hơn 1 luồng (nếu có). Chức năng này thì có thể nói là chỉ phát huy tác dụng khi bạn làm những công việc nhất định, vì nó đơn giản chỉ là sắp xếp một cách hợp lý để các luồng xử lý gom dữ liệu trước rồi xếp hàng chờ mà thôi. Nói cách khác thì Hyper-Threading là phương pháp hạn chế thời gian rảnh của CPU, như vậy thì dữ liệu sẽ được xử lý một cách liên tục. Vì vậy mà không phải ai cũng hưởng lợi được từ Hyper-Threading, ví dụ như bạn render video nặng thì rất tốt vì trong lúc hệ thống đang xử lý khung hình thứ nhất thì các khung hình thứ 2-3-4 đã được chuẩn bị sẵn rồi. Một ví dụ nữa là cho những người hay sử dụng máy tính để làm đa tác vụ, như kéo game nặng rồi mở Chrome + Skype các kiểu con đà điểu thì sẽ thấy được hiệu quả.

Bus / Bandwidth

CPU giống như bộ não vậy, nên CPU phải giao tiếp được với những bộ phận các đó là motherboard mà những thứ gắn trên đó. Vì vậy Data Bus đóng vai trò “biên giới” đưa tín hiệu của CPU vào chipset trên motherboard. Sau đó chipset có nhiệm vụ dẫn đường cho tín hiệu và dữ liệu chạy khắp nơi. Tốc độ của dữ liệu di chuyển ra và vào được gọi là Bandwidth (băng thông), Bandwidth càng lớn thì dữ liệu sẽ lưu thông mượt và nhiều hơn.

TDP

Thermal Design Power (TDP) là thông số cho bạn biết lượng nhiệt độ mà phần cứng (thường là CPU + GPU) sẽ tỏa ra khi sử dụng, TDP được đo bằng Watt. Ngoài mục đích chính là cho bạn biết lượng nhiệt tỏa ra, TDP còn cũng là một thông số cho bạn biết lượng điện tiêu thụ nữa. Chính vì vậy mà TDP cao thì cũng kéo theo những chỉ số khác cao theo như nhiệt độ và lượng điện tiêu thụ. Nhưng TDP chú thích trên phần cứng là để cho bạn chọn giải pháp tản nhiệt phù hợp mà thôi, đơn giản nhất là ví dụ CPU của Intel có TDP là 84W, thì khi bạn chọn mua tản nhiệt thì phải chọn loại có TDP bằng hoặc cao hơn TDP của CPU. Bạn có thể tham khảo và tìm hiểu thêm về các phương pháp tản nhiệt tại đây.

Turbo Boost

Turbo Boost là công nghệ “ép xung tạm thời” CPU của Intel, nó giúp tăng tầng số xử lý cao hơn. Turbo Boost chỉ chạy khi lượng điện, nhiệt độ đang ở dưới mức giới hạn. Ít lợi từ Turbo Boost cũng tùy thuộc vào số nhân / lõi hiện đang sử dụng, có nghĩa là số lượng nhân / lõi đang sử dụng càng ít thì hiệu quả từ Turbo Boost càng nhiều

Turbo Core

Khác với Turbo Boost của Intel, Turbo Core của AMD thì chỉ “ép xung tạm thời” 1/2 số lõi / nhân mà thôi. Khi hệ thống phát hiện 1/2 số nhân / lõi đang hoạt động ở mức tối đa, thì tự động những nhân / lõi còn lại (đang rảnh) sẽ được cắt giảm điện năng xuống tối thiểu để nhường lại cho các nhân / lõi đang hoạt động công suất cao (và tăng tầng số xử lý cao hơn mức bình thường).