CPU Là Gì? Chức Năng CPU Trong Máy Tính

CPU là một trong những bộ phận quan trọng nhất của máy tính, nó được ví như là “linh hồn” của cả một chiếc máy tính. Nếu chẳng may CPU có vấn đề hay bị hư hỏng gì thì đồng nghĩa với việc máy tính sẽ không thể hoạt động được.

Bài viết này được đăng tại freetuts.net, không được copy dưới mọi hình thức.

Vậy chắc hẳn nhiều bạn đang thắc mắc rằng CPU là gì và chức năng của chúng đối với máy tính ra sao? Nên sử dụng thương hiệu nào? Thế thì hãy cùng mình giải đáp về vấn đề này trong bài viết sau đây.

I. CPU là gì?

CPU là tên viết tắt của cụm từ tiếng anh Central Processing Unit - tức là bộ xử lý trung tâm của hệ thống máy tính và các thiết bị điện tử khác như điện thoại thông minh và máy tính bảng. Đây là đầu não quan trọng để chạy các chương trình và phần mềm có trong máy tính. Tất cả các câu lệnh và quy trình được thao tác trên máy tính sẽ được CPU thực hiện và xử lý các dữ liệu một cách trực tiếp. Rõ ràng, bộ xử lý máy tính CPU là một trong những yếu tố quan trọng nhất của hệ thống máy tính.

Cấu tạo của CPU bao gồm các bóng bán dẫn rất nhỏ để nhận đầu vào và tạo đầu ra cho các dữ liệu. Về mặt khoa học, CPU không chỉ là một trong những bộ phận tuyệt vời nhất của máy tính mà còn là một trong những phát minh quan trọng nhất trong thế giới công nghệ của con người.

Bài viết này được đăng tại [free tuts .net]

Hầu hết các con chip CPU thường có hình vuông với một góc cắt chéo nhỏ để giúp các con chip này được đặt vào đúng ổ cắm CPU. Ở phía bên dưới con chip là hàng trăm chân nối để cắm vào các lỗ tương ứng có trong ổ cắm.

Hiện nay, các hãng sản xuất CPU nổi tiếng và được sử dụng nhiều nhất đều đến từ CPU Intel và CPU AMD. Bên cạnh những sản phẩm con chip quen thuộc, các hãng sản xuất này cũng đã và đang thử nghiệm các bộ vi xử lý có các kiểu đế cắm hiện đại hơn trên bo mạch chủ cũng như tạo ra các loại bộ xử lý riêng biệt để sử dụng cho từng dòng máy khác nhau.

II. Các thành phần của CPU

Trong một con chip CPU sẽ bao gồm các thành phần quan trọng sau đây:

Bộ số học và logic - Arithmetic Logic Unit ( ALU ): Đây là một phần quan trọng của bộ xử lý máy tính (CPU) có vai trò thực hiện các hoạt động tính toán số học và logic. Một đơn vị logic số học (ALU) được chia thành hai phần đó là đơn vị số học (AU) và đơn vị logic (LU).

Bộ điều khiển - Control Unit (CU): Dùng để mã hóa và điều khiển của các câu lệnh từ các chương trình trên máy tính.

Bộ nhớ CPU: Đây là nơi lưu trữ tạm thời của bộ xử lý máy tính. Nó được quản lý bởi bộ điều khiển (CU). Nó là bộ phận lưu trữ dữ liệu tạm thời cho các chương trình phần mềm đang được khởi chạy trên máy tính.

III. Chức năng và vai trò của CPU

Chúng ta cùng nói đến chức năng và vai trò của CPU trong hệ thống máy tính.

1. Chức năng

Trong những năm qua, CPU đã có rất nhiều sự cải tiến và nâng cấp đáng kể. Mặc dù vậy, nhưng các chức năng cơ bản của CPU vẫn luôn giống nhau với bao gồm ba bước đó là tìm nạp dữ liệu, giải mã các lệnh và cuối cùng là thực thi các kết quả lên CPU.

Chức năng chính của CPU là thu nạp các dữ liệu đầu vào từ các kết nối bên ngoài ví dụ như bàn phím, chuột, máy in hoặc các chương trình phần mềm trên máy tính và tiến hành giải mã các dữ liệu và câu lệnh được yêu cầu. Và cuối cùng CPU sau đó sẽ xuất các thông tin hiện lên trên màn hình máy tính của bạn hoặc thực hiện các tác vụ được yêu cầu từ những thiết bị và kết nối bên ngoài.

2. Vai trò

Đối với hệ thống máy tính thì bộ xử lý CPU sẽ đóng một vai trò rất quan trọng trong các vấn đề sau đây của máy tính:

• Hiệu năng: CPU có lẽ là yếu tố quyết định quan trọng duy nhất đối với hiệu năng của hệ thống máy tính. Mặc dù các bộ phận khác cũng đóng vai trò chủ chốt trong việc xác định hiệu năng, nhưng khả năng của CPU còn giúp đưa hiệu suất của máy tính lên mức tối đa. Trong khi các bộ phận khác trên máy tính chỉ cho phép bộ xử lý thực hiện đầy đủ các chức năng vốn có của nó.
• Hỗ trợ phần mềm: Việc sử dụng một bộ vi xử lý mới hơn và nhanh hơn sẽ cho phép người dùng được sử dụng những chương trình và phần mềm mới nhất trên máy tính của mình. Ngoài ra, các bộ vi xử lý CPU mới như Pentium và công nghệ MMX được ra mắt gần đây còn cho phép người dùng sử dụng thêm các phần mềm chuyên dụng mới mẻ mà trên các bộ xử lý CPU đời cũ trước đó không thể có được.
• Độ tin cậy và ổn định: Chất lượng của bộ xử lý là một yếu tố quyết định quan trọng đến mức độ tin cậy và ổn định của chiếc máy tính của bạn. Trong khi hầu hết các bộ xử lý hiện nay đều rất đáng tin cậy và ưa chuộng, nhưng vẫn có một số loại CPU không được đánh giá cao. Điều này sẽ phụ thuộc vào một vài mức độ đánh giá vào tuổi đời của bộ xử lý và mức tiêu thụ năng lượng mà nó đem lại.
• Tiêu thụ năng lượng và làm mát: Ban đầu các bộ vi xử lý thường tiêu thụ ít năng lượng so với các bộ phận khác của hệ thống máy tính. Nhưng với việc cho ra mắt nhiều bộ vi xử lý CPU mới hơn thì rất có thể sẽ đòi hỏi lượng tiêu thụ nhiều năng lượng hơn. Mức tiêu thụ điện năng này sẽ có thể tác động đến nhiều yếu tố khác, từ lựa chọn phương pháp làm mát CPU cho đến mức độ ổn định của toàn hệ thống máy tính.
• Hỗ trợ bo mạch chủ: Bộ xử lý CPU được sử dụng trong hệ thống máy tính sẽ là yếu tố quyết định quan trọng trong việc lựa chọn loại chipset mà các bạn sẽ phải sử dụng, và điều này cũng có nghĩa bạn sẽ phải mua loại bo mạch chủ nào cho phù hợp. Việc sử dụng bo mạch chủ phù hợp sẽ ảnh hưởng đến các thao tác câu lệnh cũng như cho thấy khả năng và hiệu suất của hệ thống hoạt động là như thế nào.

IV. Các thương hiệu sản xuất CPU nổi tiếng

Để chọn lựa cho mình một chiếc CPU tốt, ngoài việc tham khảo thông số cấu hình ra thì bạn cũng cần nên chú ý đến yếu tố thương hiệu. Do đó mình sẽ tổng hợp dưới đây những thương hiệu sản xuất CPU nổi tiếng mà bạn nên tham khảo và sử dụng.

1. Intel

Nói đến thương hiệu sản xuất CPU nổi tiếng thì chắc chắn không thể không nhắc đến [Intel]. Đây là tập đoàn đa quốc gia của Mỹ có trụ sở tại Santa Clara, California. Hiện nay, Intel đang là một trong những nhà sản xuất chip CPU lớn nhất và có doanh thu cao hàng đầu trên thế giới.

Nhắc đến Intel, là người dùng nhớ ngay đến đến các dòng CPU x86, đây là một bộ xử lý độc quyền do chính Intel sản xuất và được dùng trong hầu hết các chiếc laptop thời nay. Đã có thời gian Intel từng xâm nhập vào thị trường sản xuất con chip trên smartphone, nhưng rất tiếc lại không nhận được sự thành công và hưởng ứng của người dùng. Nên có lẽ, mảng sản xuất CPU cho máy tính vẫn là bước đi đúng đắn nhất của Intel.

2. AMD

[AMD] là một công ty công nghệ lớn đến từ Mỹ, các lĩnh vực chính của họ bao gồm việc sản xuất CPU, chipset bo mạch chủ và bộ xử lý đồ họa cho máy tính.

Hiện tại, AMD đang là nhà cung cấp lớn thứ hai và là đối thủ duy nhất có khả năng cạnh tranh với Intel trên thị trường sản xuất CPU. Ngoài ra, AMD cũng đạt được những thành công nhất định khi là một trong những nhà sản xuất sự độc quyền trong mảng xử lý đồ họa (GPU).

3. NVIDIA

[NVIDIA] hiện đang là thương hiệu hàng đầu thế giới chuyên về công nghệ điện toán hình ảnh. Ít ai biết rằng đây chính là nơi phát minh ra GPU - đó là bộ xử lý hiệu năng cao có thể xử lý đồ họa tương tác trên laptop, máy chơi game và các thiết bị di động.

Mặc dù riêng về mảng sản xuất CPU thì hãng NVIDIA không có điểm gì ấn tượng và nổi bật như hai đối thủ trên, nhưng bù lại về chất lượng của các thiết bị do hãng này sản xuất luôn được đánh giá khá cao.

4. Qualcomm

[Qualcomm] là một công ty bán dẫn toàn cầu của Mỹ chuyên thiết kế và tiếp thị các sản phẩm và dịch vụ mạng không dây, có trụ sở chính nằm ở Mỹ. Hiện tại, thương hiệu này đã có mặt tại hơn 157 địa điểm trên toàn thế giới.

Thay vì cạnh tranh khốc liệt ở mảng sản xuất CPU trên máy tính, Qualcomm lại đạt được những thành công vang dội ở mảng sản xuất con chip CPU trên smartphone, điều mà chính ông lớn Intel không thể làm được. Hầu hết các con chip của hãng này đều có mặt trên tất cả các dòng smartphone từ giá rẻ đến cao cấp của những thương hiệu điện thoại đình đám như Samsung, Oppo, Xiaomi. Điều này cho thấy mức độ phủ sóng rộng rãi của Qualcomm là như thế nào.

5. Hewlett-Packard - HP

Thương hiệu Hewlett-Packard hay gọi tắt [HP] chắc hẳn cũng không còn xa lạ gì đối với những người thường xuyên sử dụng laptop tại Việt Nam. Đây là một tập đoàn công nghệ thông tin đa quốc gia của Mỹ có trụ sở tại Palo Alto, California, Hoa Kỳ. Công ty này chuyên cung cấp và sản xuất phần cứng, phần mềm và dịch vụ cho người dùng cá nhân hoặc các doanh nghiệp quy mô vừa và lớn, với độ phủ sóng trên các lĩnh vực của chính phủ, y tế và giáo dục.

Nếu xét riêng về khoảng sản xuất CPU, thì rõ ràng HP không gây được nhiều ấn tượng và tiếng vang như các đối thủ khác, tuy nhiên họ vẫn hoạt động và phát triển tốt khi có được cho mình số lượng khách hàng trung thành riêng nhất định.

V. CPU 2 nhân và 4 nhân là gì?

Một bộ xử lý CPU được coi là bộ não của máy tính, nó sẽ chịu trách nhiệm về việc thực hiện các nhiệm vụ được đưa ra bởi các phần mềm và chương trình có trên thiết bị của bạn.

Do đó, sẽ có nhiều loại CPU được ra đời để đáp ứng với các nhu cầu sử dụng của người dùng. Nhất là khi đi mua một chiếc laptop mới, bạn nên tự đặt ra cho mình câu hỏi rằng: Máy tính này mua về sẽ được sử dụng cho các việc như chỉnh sửa video, chơi game, trải nghiệm các phần mềm có mô hình 3D hay sẽ chỉ chủ yếu được sử dụng để duyệt web và kiểm tra email?

Khi bạn có thể trả lời những câu hỏi này,thì đó là lúc bạn có thể quyết định nên lựa chọn loại CPU có bao nhiêu nhân để phù hợp với nhu cầu sử dụng của bạn.

Nhân trong CPU là gì?

Mỗi nhân trong [CPU] sẽ là một tập hợp con nằm trong bộ xử lý của bạn. Một bộ xử lý 4 nhân tức là có bốn lõi nhân và bộ xử lý 2 nhân sẽ có 2 lõi nhân. Các lõi này sẽ có vai trò chịu trách nhiệm thực hiện các yêu cầu và tính toán từ các ứng dụng mà bạn đang sử dụng. CPU càng có nhiều lõi (nhân), thì ứng dụng của bạn sẽ càng chạy nhanh hơn. Chúng cũng giống như một bộ não vậy, bạn càng có nhiều bộ não thì sẽ giải quyết được nhiều vấn đề nhanh hơn.

Tuy nhiên, ưu điểm của việc CPU nhiều lõi sẽ chỉ được thể hiện trên một số lượng ứng dụng nhất định trên máy tính, ngoài ra yếu tố quan trọng hơn vẫn cần phải dựa vào tốc độ xung nhịp của CPU, được đo bằng GHz.

CPU 2 nhân là gì?

CPU 2 nhân còn được gọi là bộ xử lý lõi kép, tức là sẽ có 2 lõi nằm trong con chip đó. Các bộ vi xử lý này chạy một luồng dữ liệu duy nhất tại một thời điểm và chúng sẽ hoàn thành chu trình thực hiện nhiệm vụ trong vi xử lý lõi kép đó. Đối với CPU 2 nhân sẽ chỉ có một luồng hoạt động duy nhất tại một thời điểm, khá ít và thiệt thòi hơn so với các CPU đời mới.

CPU 4 nhân là gì?

CPU này gồm có bốn lõi nằm độc lập trên một con chip. Mỗi thành phần này sẽ hoạt động với các bộ phận khác như vùng quản lý bộ nhớ, bộ đệm và cổng I / O.

Với 4 lõi trong bộ xử lý như vậy sẽ có khả năng giúp máy tính chạy nhiều luồng hoạt động hơn cùng một lúc cũng như làm tăng tốc độ của các chương trình hỗ trợ xử lý song song.

Đây là phiên bản CPU được kế thừa từ CPU 2 nhân (lõi kép) và đương nhiên sẽ cung cấp sức mạnh xử lý nhanh hơn nhiều. Ở đây, hai lõi kép riêng biệt sẽ sử dụng bộ đệm của CPU để giao tiếp với nhau

VI. CPU 4 nhân và 2 nhân: Cái nào tốt hơn?

Để xác định loại CPU nào tốt hơn, các bạn cần xem xét đến các yếu tố sau đây:

Về tốc độ

Nói về tốc đô, điều này sẽ phụ thuộc vào loại ứng dụng mà bạn đang chạy. Nếu các ứng dụng của bạn yêu cầu phải xử lý dữ liệu thành nhiều phần, thì số lõi (nhân) càng nhiều thì càng chạy nhanh hơn.

Số lượng lõi cao hơn cũng sẽ cho phép bạn chạy nhiều ứng dụng cùng một lúc mà máy tính dù máy tính của bạn có thể chạy chậm. Chẳng hạn như bạn có thể vừa chơi game vừa xem video, hoặc nhắn tin với ai đó và gõ một văn bản cùng một lúc trên máy tính của mình. Mặc dù điều này bạn có thể thực hiện trên máy tính có CPU lõi kép nhưng nó sẽ hoạt động tốt hơn với CPU 4 nhân vì mỗi tác vụ trên sẽ được gán vào mỗi nhân trên CPU, đó là điều mà CPU 2 nhân không thể làm được.

Tuy nhiên, đối với hầu hết các tác vụ hàng ngày và các thao tác sử dụng cơ bản, sẽ không có nhiều khác biệt về hiệu năng giữa CPU 4 nhân và 2 nhân. Ở thời điểm này, bạn vẫn có thể mua một chiếc laptop có CPU 2 nhân để sử dụng bình thường nếu như bạn không có nhu cầu chạy và sử dụng bất kỳ ứng dụng nào trên máy tính đó.

Về tiêu thụ năng lượng

Nhiều lõi hơn cũng dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng cao hơn cho CPU. Khi bộ xử lý hoạt động, nó sẽ cung cấp năng lượng cho tất cả các lõi.

Các nhà sản xuất chip đã cố gắng giảm mức tiêu thụ năng lượng và làm cho bộ xử lý tiết kiệm năng lượng hết mức có thể. Nhưng theo nguyên tắc, CPU 4 nhân lõi tứ sẽ làm tiêu tốn năng lượng của laptop hơn so với CPU 2, và do đó sẽ làm cho laptop hết pin nhanh hơn.

Nhiều lõi tương đương với việc sẽ tạo nhiều nhiệt bổ sung hơn, do đó các nhà sản xuất hiện nay thường trang bị thêm các bộ tản nhiệt tốt hơn hoặc các giải pháp làm mát khác cho các thiết bị của mình.

Về giá thành

Thực tế rằng một chiếc laptop có bộ xử lý lõi tứ thường sẽ đắt hơn laptop có bộ xử lý lõi kép. Rõ ràng đây là yếu tố quan trọng mà người tiêu dùng cần phải xem xét, bởi vì không ai muốn bỏ ra một số tiền lớn cho một hiệu năng dư thừa vượt quá nhu cầu sử dụng của bản thân. Đồng thời, cũng sẽ chẳng có ai lại muốn một chiếc máy tính có [CPU] không đủ mạnh để đáp ứng nhu cầu sử dụng các ứng dụng “nặng đô” của mình cả.

Do đó, mọi người cần đạt được sự cân bằng hợp lý giữa giá cả và hiệu năng là điều cần thiết phải suy nghĩ. Nếu bạn chỉ muốn sử dụng máy tính để sử dụng cho các công việc hàng ngày và đơn giản thì máy tính có CPU lõi kép sẽ rất ổn đối với bạn. Nhưng nếu bạn lại là người thường xuyên chơi game và làm nhiều việc trên nhiều ứng dụng cùng một lúc, thì máy tính chạy CPU 4 nhân với mức giá cao hơn sẽ là một khoản tiền đầu tư hợp lý dành cho bạn.

Mong rằng qua bài viết này các bạn sẽ hiểu rõ hơn về khái niệm CPU, bao gồm chức năng, đặc điểm, cũng như các thương hiệu sản xuất CPU nổi tiếng mà mình đã tổng hợp bên trên. Chúc các bạn thành công!

Có thể bạn cần biết.

• 4 công cụ theo dõi nhiệt độ CPU và GPU trong Ubuntu