CPU là một bộ phận quan trọng trong máy tính, tuy nhiên không phải ai cũng thực sự biết CPU là gì? Các loại CPU được sử dụng phổ biến hiện nay. Theo dõi bài viết sau đây, roots-jp.com sẽ cung cấp cho bạn thông tin thú vị về CPU.
I. CPU là gì?
CPU là từ viết tắt của từ Central Processing Unit, dịch sang tiếng Việt là đơn vị xử lý trung tâm. CPU được coi là một trong những thành phần không thể thiếu của máy tính, nó được ví như bộ não của máy tính. Ở đó, tất cả các thông tin, hành động và dữ liệu được tính toán và các lệnh được đưa ra để điều khiển mọi hoạt động của máy tính và máy tính xách tay. Đặc biệt, CPU còn có nhiệm vụ xử lý tất cả các thông tin, thực hiện các lệnh trên máy tính thông qua các phép toán số học.
Tóm lại, chức năng chính của CPU là nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi như chuột máy tính, máy in, bàn phím hoặc các chương trình máy tính rồi phân tích nó. Từ đó, xuất thông tin đã xuất ra màn hình chính của người dùng.
II. CPU có thành phần cấu tạo như thế nào?
CPU bao gồm hàng tỷ bóng bán dẫn được sắp xếp trên một bảng mạch nhỏ. Các bóng bán dẫn này cho phép nó thực hiện các phép tính cần thiết để chạy các chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ hệ thống. CPU được chia thành hai khối chính là khối tính toán (ALU) và Khối điều khiển (CU).
1. Khối điều khiển CU
Khối điều khiển này là một thành phần của CPU có nhiệm vụ dịch các lệnh của chương trình và điều khiển nó một cách chính xác thông qua đồng hồ hệ thống. So với các linh kiện bán dẫn như bóng bán dẫn, bộ phận này là lõi của một bộ vi xử lý bao gồm các mạch logic.
2. Khối tính toán ALU
Một hàm thực hiện các phép toán số học và logic và trả kết quả vào một thanh ghi hoặc bộ nhớ.
3. Các thanh ghi
Đây là những bộ nhớ có dung lượng khá nhỏ nhưng lại sở hữu tốc độ xuất cực kỳ cao nằm trong CPU và được sử dụng để lưu trữ tạm thời các toán hạng, kết quả tính toán, địa chỉ ô nhớ hoặc thông tin điều khiển từ bộ xử lý ALU. Thanh ghi quan trọng nhất là bộ đếm chương trình (Program Couter), nó trỏ đến lệnh tiếp theo sẽ được thi hành.
4. Opcode
Phần bộ nhớ chứa mã máy CPU (tùy chọn) để dễ dàng thực hiện được tất cả các lệnh.
5. Phần điều khiển
Bộ điều khiển có nhiệm vụ điều khiển khối cũng như tần số xung nhịp. Đồng hồ hệ thống có khả năng đồng bộ hóa các hoạt động xử lý bên trong và bên ngoài của CPU theo những khoảng thời gian cố định, không đổi. Khoảng thời gian giữa hai xung khác nhau được gọi là chu kỳ đồng hồ. Tốc độ mà xung nhịp hệ thống tạo ra các xung tín hiệu có thời gian chuẩn tính bằng hàng triệu đơn vị mỗi giây (MHz).
III. Tốc độ của CPU như thế nào là nhanh?
Tốc độ CPU hoặc tốc độ xung nhịp CPU, tính bằng gigahertz hoặc GHz, biểu thị số chu kỳ xử lý mỗi giây mà CPU có thể thực hiện. Tốc độ xung nhịp cao hơn có nghĩa là CPU nhanh hơn, nhưng còn nhiều yếu tố khác nữa. Cũng như các thiết bị sử dụng tín hiệu điện, dữ liệu truyền đi với tốc độ khoảng 299.792.458 m / s.
- Số xử lý nhân (2, 4, 10, 22 nhân, …), nhân càng nhiều thì càng mạnh.
- Công nghệ sản xuất (14nm, 22nm, 32nm,…) càng nhỏ tiết kiệm điện cũng như hiệu năng sẽ tăng cao hơn.
- Các công nghệ tăng tốc độ xử lý của CPU (pipelining, turbo boost, hyperthreading …).
- Tốc độ của CPU cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác.
- Bộ nhớ đệm được sử dụng để lưu trữ lệnh/ dữ liệu thường xuyên sử dụng hoặc có thể được sử dụng trong tương lai gần, giúp giảm thời gian mà CPU phải chờ đợi.
- Đồ họa tích hợp.
- TDP (công suất tản nhiệt), nhiệt lượng do bộ xử lý tỏa ra cần được hệ thống tản nhiệt giải phóng. TDP thường đại diện cho mức tiêu thụ điện năng của chip và con số này càng thấp thì càng tốt.
IV. Một số loại CPU tốt nhất hiện nay
1. Bộ xử lý Intel
- CPU Intel bao gồm: Intel Core i3, i5, i7, i9 và Intel Xeon.
- Các dòng CPU Intel phổ biến bao gồm: CPU Intel Core i9 9900k, CPU Intel Core i7 8700k, CPU Intel Core i5 9400F.
2. CPU AMD
- Các loại CPU ADM bao gồm: AMD Ryzen 5, AMD Ryzen 7 và AMD Ryzen Thread Tearer.
- Các CPU ADM phổ biến bao gồm: AMD Ryzen 7 2700X, AMD Ryzen 7 2700, AMD Ryzen 7 3700X.
V. 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.
1. 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 và 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.
2. 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.
3. 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.
Trên đây là những thông tin cơ bản về CPU là gì mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn đọc. Hy vọng qua bài viết này đã giúp có thêm kiến thức về CPU.