Bộ phận xử lý trung tâm (CPU)

Giới thiệu về CPU, CPU lõi, Tốc độ đồng hồ và hơn thế nữa

Bộ xử lý trung tâm (CPU) là thành phần máy tính chịu trách nhiệm giải thích và thực hiện hầu hết các lệnh từ phần cứng và phần mềm khác của máy tính.

Tất cả các loại thiết bị đều sử dụng CPU, bao gồm máy tính để bàn, máy tính xách tay và máy tính bảng , điện thoại thông minh ... ngay cả TV màn hình phẳng của bạn.

Intel và AMD là hai nhà sản xuất CPU phổ biến nhất cho máy tính để bàn, máy tính xách tay và máy chủ, trong khi Apple, NVIDIA và Qualcomm là những nhà sản xuất CPU điện thoại thông minh và máy tính bảng lớn.

Bạn có thể thấy nhiều tên khác nhau được sử dụng để mô tả CPU, bao gồm bộ vi xử lý, bộ vi xử lý máy tính, bộ vi xử lý, bộ xử lý trung tâm và "bộ não của máy tính".

Màn hình máy tính hoặc ổ đĩa cứng đôi khi được gọi là CPU không chính xác , nhưng những phần cứng đó phục vụ cho các mục đích hoàn toàn khác nhau và không có cách nào giống như CPU.

CPU trông như thế nào và vị trí của nó

Một CPU hiện đại thường nhỏ và vuông, với nhiều đầu nối ngắn, tròn, kim loại ở mặt dưới của nó. Một số CPU cũ có chân thay vì kết nối kim loại.

CPU gắn trực tiếp vào CPU "socket" (hoặc đôi khi là "slot") trên bo mạch chủ . CPU được lắp vào ổ cắm pin-side-down, và một đòn bẩy nhỏ giúp bảo vệ bộ vi xử lý.

Sau khi chạy thậm chí một thời gian ngắn, các CPU hiện đại có thể rất nóng. Để giúp tản nhiệt này, nó gần như luôn luôn cần thiết để gắn một tản nhiệt và một fan hâm mộ trực tiếp trên đầu trang của CPU. Thông thường, chúng đi kèm với việc mua CPU.

Các tùy chọn làm mát tiên tiến khác cũng có sẵn, bao gồm bộ làm mát bằng nước và các bộ phận thay đổi pha.

Như đã đề cập ở trên, không phải tất cả các CPU đều có chân ở phía dưới cùng của chúng, nhưng trong những cái có, các chân có thể dễ dàng bị cong. Hãy cẩn thận khi xử lý, đặc biệt là khi cài đặt vào bo mạch chủ.

Tốc độ xung nhịp CPU

Tốc độ xung nhịp của bộ xử lý là số lượng các lệnh mà nó có thể xử lý trong bất kỳ giây nào đã cho, được đo bằng gigahertz (GHz).

Ví dụ, một CPU có tốc độ xung nhịp là 1 Hz nếu nó có thể xử lý một phần lệnh mỗi giây. Ngoại suy điều này với một ví dụ thực tế hơn: một CPU có tốc độ xung nhịp 3.0 GHz có thể xử lý 3 tỷ lệnh mỗi giây.

Lõi CPU

Một số thiết bị có bộ xử lý lõi đơn trong khi các thiết bị khác có bộ xử lý lõi kép (hoặc lõi tứ, v.v.). Như có thể đã được rõ ràng, có hai đơn vị xử lý làm việc bên cạnh có nghĩa là CPU có thể quản lý đồng thời hai lần các lệnh mỗi giây, cải thiện đáng kể hiệu năng.

Một số CPU có thể ảo hóa hai lõi cho mỗi lõi vật lý có sẵn, được gọi là Hyper-Threading. Ảo hóa có nghĩa là một CPU chỉ có bốn lõi có thể hoạt động như thể nó có tám, với các lõi CPU ảo bổ sung được gọi là các luồng riêng biệt. Tuy nhiên, các lõi vật lý hoạt động tốt hơn các lõi ảo .

CPU cho phép, một số ứng dụng có thể sử dụng những gì được gọi là đa luồng . Nếu một luồng được hiểu là một phần của một tiến trình máy tính, thì việc sử dụng nhiều luồng trong một lõi CPU duy nhất có nghĩa là các hướng dẫn khác có thể được hiểu và xử lý cùng một lúc. Một số phần mềm có thể tận dụng tính năng này trên nhiều lõi CPU, điều đó có nghĩa là thậm chí có thể xử lý nhiều hơn cùng một lúc.

Ví dụ: Intel Core i3 so với i5 so với i7

Để có một ví dụ cụ thể hơn về cách một số CPU nhanh hơn các loại CPU khác, hãy xem Intel phát triển bộ vi xử lý của nó như thế nào.

Cũng giống như bạn có thể nghi ngờ từ việc đặt tên của họ, chip Intel Core i7 hoạt động tốt hơn chip i5, hoạt động tốt hơn chip i3. Tại sao một trong những hoạt động tốt hơn hoặc tồi tệ hơn những người khác là một chút phức tạp hơn nhưng vẫn còn khá dễ hiểu.

Bộ vi xử lý Intel Core i3 là bộ vi xử lý lõi kép, trong khi chip i5 và i7 là lõi tứ.

Turbo Boost là một tính năng trong chip i5 và i7 cho phép bộ vi xử lý tăng tốc độ đồng hồ của nó qua tốc độ cơ sở của nó, như từ 3,0 GHz đến 3,5 GHz, bất cứ khi nào cần. Các chip Intel Core i3 không có khả năng này. Các mô hình xử lý kết thúc bằng "K" có thể được ép xung , điều này có nghĩa là tốc độ đồng hồ bổ sung này có thể bị ép buộc và sử dụng mọi lúc.

Hyper-Threading, như đã đề cập ở trên, cho phép hai luồng được xử lý cho mỗi lõi CPU. Điều này có nghĩa là các bộ vi xử lý i3 với Hyper-Threading chỉ hỗ trợ bốn luồng đồng thời (vì chúng là các bộ xử lý lõi kép). Bộ vi xử lý Intel Core i5 không hỗ trợ Hyper-Threading, có nghĩa là chúng cũng có thể làm việc với bốn luồng cùng một lúc. Tuy nhiên, bộ vi xử lý i7 hỗ trợ công nghệ này và do đó (là lõi tứ) có thể xử lý 8 luồng cùng một lúc.

Do các ràng buộc nguồn vốn có trong các thiết bị không có nguồn điện liên tục (các sản phẩm chạy bằng pin như điện thoại thông minh, máy tính bảng, v.v.), bộ xử lý của chúng — bất kể chúng là i3, i5 hoặc i7 — khác với máy tính để bàn CPU ở chỗ họ phải tìm sự cân bằng giữa hiệu suất và mức tiêu thụ điện năng.

Thông tin thêm về CPU

Cả tốc độ đồng hồ, cũng không đơn giản là số lõi CPU, là yếu tố duy nhất quyết định liệu một CPU có "tốt hơn" so với một CPU khác hay không. Nó thường phụ thuộc nhiều nhất vào loại phần mềm chạy trên máy tính - nói cách khác, các ứng dụng sẽ sử dụng CPU.

Một CPU có thể có tốc độ xung nhịp thấp nhưng là bộ xử lý lõi tứ, trong khi một CPU khác có tốc độ đồng hồ cao nhưng chỉ là bộ xử lý lõi kép. Việc quyết định CPU nào sẽ hoạt động tốt hơn, ngược lại, phụ thuộc hoàn toàn vào những gì CPU đang được sử dụng.

Ví dụ, một chương trình chỉnh sửa video đòi hỏi CPU tốt nhất trên nhiều lõi CPU sẽ hoạt động tốt hơn trên bộ xử lý đa lõi với tốc độ xung nhịp thấp hơn so với CPU đơn lõi có tốc độ đồng hồ cao. Không phải tất cả phần mềm, trò chơi, v.v. thậm chí có thể tận dụng được nhiều hơn chỉ một hoặc hai lõi, khiến cho bất kỳ lõi CPU sẵn có nào cũng trở nên vô dụng.

Một thành phần khác của CPU là cache. Bộ nhớ cache CPU giống như một nơi lưu trữ tạm thời cho dữ liệu thường được sử dụng. Thay vì gọi bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên ( RAM ) cho các mục này, CPU sẽ xác định dữ liệu bạn có vẻ tiếp tục sử dụng, giả sử bạn sẽ muốn tiếp tục sử dụng nó và lưu trữ nó trong bộ nhớ cache. Cache nhanh hơn sử dụng RAM vì nó là một phần vật lý của bộ vi xử lý; bộ nhớ cache nhiều hơn có nghĩa là nhiều không gian hơn để giữ thông tin đó.

Máy tính của bạn có thể chạy hệ điều hành 32 bit hoặc 64 bit hay không phụ thuộc vào kích thước của các đơn vị dữ liệu mà CPU có thể xử lý. Bạn có thể truy cập nhiều bộ nhớ hơn cùng một lúc và với các bộ phận lớn hơn bằng bộ xử lý 64 bit so với bộ xử lý 32 bit, đó là lý do tại sao các hệ điều hành và ứng dụng đặc biệt 64 bit không thể chạy trên bộ xử lý 32 bit.

Bạn có thể xem chi tiết CPU của máy tính, cùng với thông tin phần cứng khác, với hầu hết các công cụ thông tin hệ thống miễn phí .

Mỗi bo mạch chủ chỉ hỗ trợ một số loại CPU nhất định, vì vậy hãy luôn kiểm tra với nhà sản xuất bo mạch chủ của bạn trước khi mua hàng. CPU không phải luôn luôn hoàn hảo, bằng cách này. Bài viết này khám phá những gì có thể đi sai với họ .