CPU là gì? Phân loại và cách chọn phù hợp nhất

CPU là gì? CPU được ví như "trí thông minh" của máy tính, điều khiển và giám sát mọi hoạt động của hệ thống. CPU đảm nhiệm vai trò thực thi các lệnh được cung cấp bởi phần mềm, thực hiện các phép toán và xử lý dữ liệu, điều khiển hoạt động của các thiết bị ngoại vi khác trong hệ thống. Trong bài viết này, FPT Cloud sẽ hướng dẫn người dùng cá nhân/doanh nghiệp cách chọn CPU đáp ứng đúng nhu cầu. 

>>> Xem thêm: Cloud Server là gì? Hoạt động của hệ thống máy chủ đám mây

1. CPU (Central Processing Unit) là gì?  

Bộ xử lý trung tâm là thành phần quan trọng nhất của hệ thống máy tính. CPU là phần cứng thực hiện các chức năng nhập/xuất, xử lý và lưu trữ dữ liệu cho hệ thống máy tính. CPU được cài đặt vào ổ cắm CPU nằm trên bo mạch chủ. Bộ xử lý trung tâm thực hiện nhiều hoạt động xử lý dữ liệu khác nhau dưới sự chỉ đạo của các câu lệnh. 

CPU được làm từ nhiều vật liệu khác nhau, nhưng vật liệu chính là silicon. Silicon là một nguyên tố bán dẫn, có thể dẫn điện ở một mức độ nhất định. Điều này khiến cho nó trở thành vật liệu lý tưởng để sản xuất các mạch điện tử phức tạp có trong CPU. 

2. Thành phần cấu tạo nên CPU

CPU được chia thành 2 khối và 3 phần, cụ thể là:

• Khối điều khiển (CU-Control Unit): Tại đây các yêu cầu và thao tác từ người sẽ được biên dịch sang ngôn ngữ máy để CPU có thể hiểu và điều khiển, xử lý chính xác.
• Khối tính toán (ALU-Arithmetic Logic Unit): Các con số toán học và logic sẽ được tính toán kỹ càng và đưa ra các kết quả cho các quá trình xử lý kế tiếp.
• Các phần thanh ghi (Registers): Là các bộ nhớ có dung lượng nhỏ nhưng tốc độ truy cập rất cao, nằm ngay trong CPU, dùng để lưu trữ tạm thời các toán hạng, kết quả tính toán, đai chỉ các ô nhớ hoặc thông tin điều khiển. Mỗi thanh ghi có một chức năng cụ thể. Thanh ghi quan trọng nhất là bộ đếm chương trình (PC - Program Counter) chỉ đến lệnh sẽ thi hành tiếp theo.
• Phần Opcode: Phần bộ nhớ chứa mã máy của CPU (không bắt buộc) để có thể thực thi các lệnh trong file thực thi.
• Phần điều khiển: Thực hiện việc điều khiển các khối và điều khiển tần số xung nhịp. Mạch xung nhịp đồng hồ hệ thống dùng để đồng bộ các thao tác xử lý trong và ngoài CPU theo các khoảng thời gian không đổi. Khoảng thời gian chờ giữa hai xung gọi là chu kỳ xung nhịp. 

Tốc độ theo đó xung nhịp hệ thống tạo ra các xung tín hiệu chuẩn thời gian gọi là tốc độ xung nhịp - tốc độ đồng hồ tính bằng đơn vị mỗi giây (MHz). Phần này là không cần thiết cho một CPU nhưng hầu hết có trong kiến trúc cisc.

>>> Xem thêm: Truy xuất dữ liệu là gì? Vai trò và ứng dụng của truy xuất dữ liệu

3. Phân loại CPU

Có 3 loại CPU khác nhau bao gồm: 

CPU lõi đơn

Loại CPU máy tính lâu đời nhất là CPU lõi đơn. Những CPU này đã được sử dụng vào những năm 1970, chỉ có một lõi duy nhất thực hiện các hoạt động khác nhau tại một thời điểm. CPU lõi đơn không phù hợp với yêu cầu đa nhiệm.

CPU lõi kép

CPU lõi kép chứa một Mạch tích hợp duy nhất có hai lõi. Mỗi lõi có bộ đệm và bộ điều khiển riêng. Các bộ điều khiển và bộ đệm này hoạt động như một đơn vị duy nhất. CPU lõi kép có thể hoạt động nhanh hơn bộ xử lý lõi đơn.

CPU lõi tứ

CPU lõi tứ chứa hai bộ xử lý lõi kép hiện diện trong một mạch tích hợp (IC) hoặc chip. Bộ xử lý lõi tứ chứa một con chip có bốn lõi độc lập. Các lõi này đọc và thực thi các lệnh khác nhau do CPU cung cấp. CPU Quad Core tăng tốc độ tổng thể cho các chương trình. Thậm chí không cần tăng tốc độ xung nhịp tổng thể. 

4. Chức năng của CPU 

Chức năng chính của bộ xử lý máy tính là thực hiện lệnh và tạo ra đầu ra. Công việc của CPU là Tìm nạp, Giải mã, Thực thi và Lưu trữ. 

• Tìm nạp: CPU đầu tiên nhận lệnh. Điều đó có nghĩa là số nhị phân được truyền từ RAM tới CPU
• Giải mã: Khi lệnh được nhập vào CPU, nó cần giải mã lệnh đó với sự trợ giúp của ALU (Đơn vị logic số học), quá trình giải mã bắt đầu
• Thực thi: Sau bước giải mã, các lệnh đã sẵn sàng để thực thi
• Lưu trữ: Sau bước thực hiện, các lệnh đã sẵn sàng để lưu vào bộ nhớ

5. Phân biệt các loại chip CPU phổ biến 

6. Tốc độ xử lý của CPU  

Xác định tốc độ CPU nhanh hay chậm phụ thuộc vào nhiều yếu tố, không chỉ đơn giản dựa vào tốc độ xung nhịp được đo bằng GHz. Để đánh giá chính xác, ta cần xem xét các yếu tố sau:

Kiến trúc CPU: Cấu trúc bên trong CPU có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất. Các kiến trúc tiên tiến có khả năng thực hiện nhiều phép toán trong một chu kỳ xung, làm tăng hiệu suất tổng thể.

Số lõi và luồng: CPU đa lõi và hỗ trợ đa luồng có khả năng xử lý nhiều tác vụ đồng thời. Số lõi và luồng càng nhiều, CPU càng có khả năng xử lý đa nhiệm tốt.

Bộ đệm: Kích thước và tốc độ của bộ đệm trong CPU ảnh hưởng đến khả năng truy xuất dữ liệu nhanh chóng. Bộ đệm lớn hơn và nhanh hơn giúp tăng hiệu suất.

Kiến thức kỹ thuật và khả năng ép xung: Cách tối ưu hóa phần mềm và ép xung cho CPU cũng có tác động đáng kể đến hiệu suất.

Hiện nay, các CPU có tốc độ xử lý thông thường nằm trong khoảng từ vài GHz đến vài chục GHz. Các CPU được thiết kế cho máy tính cá nhân thường có tốc độ từ 2 GHz đến 5 GHz hoặc cao hơn. Tuy nhiên, không phải lúc nào tốc độ xử lý cao cũng là yếu tố quyết định duy nhất về hiệu suất CPU. Mà cần xem xét toàn bộ hệ thống máy tính bộ nhớ đệm, RAM, chip đồ họa, ổ cứng…

>>> Xem thêm: RESTFul API là gì? Nguyên tắc và cách thiết kế RESTFul API

7. Cách chọn CPU phù hợp với từng nhu cầu 

Việc lựa chọn CPU phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu năng và trải nghiệm sử dụng máy tính của người dùng. Dưới đây là các tiêu chí chính cần cân nhắc khi chọn CPU theo nhu cầu: 

Chọn CPU theo thương hiệu sản xuất

Hiện nay, hai nhà sản xuất CPU lớn nhất và phổ biến nhất trên thị trường là Intel và AMD. Người dùng có thể chọn CPU đến từ một trong hai thương hiệu này tùy theo sở thích cá nhân. 

Lựa chọn dựa theo thế hệ CPU

Mỗi thế hệ CPU mới thường mang đến những cải tiến về hiệu năng, tính năng và khả năng tiết kiệm điện so với thế hệ trước. Ví dụ như cùng một bộ vi xử lý Intel Core i5 nhưng thế hệ thứ 12 sẽ có những điểm ưu việt về công nghệ hơn so với thế hệ thứ 11. 

Chọn CPU laptop phù hợp theo từng dòng

Với Intel, người dùng sẽ chọn một trong những con chip dòng U, dòng Y, dòng G, dòng H và dòng HK. Trong đó dòng U hướng đến dòng máy tính tiết kiệm năng lượng, dòng Y dành cho các sản phẩm tiết kiệm điện hơn nữa, dòng G mạnh tương đương chip U với công nghệ hiện đại hơn, dòng H chuyên dụng cho các game thủ nhờ hiệu năng tốt, dòng HK là phiên bản cao cấp hơn của dòng H.

Về phần AMD có hai dòng gồm Ryzen U tập trung vào khả năng tiết kiệm năng lượng và Ryzen H chuyên dụng cho các dòng sản phẩm chơi game với hiệu năng ấn tượng nhất.

Chọn theo bộ nhớ Cache

Bộ nhớ đệm là bộ nhớ nhỏ nằm trên CPU, giúp truy cập dữ liệu nhanh hơn so với truy cập từ RAM. Dung lượng và tốc độ bộ nhớ đệm cũng ảnh hưởng đến hiệu suất CPU. 

Căn cứ theo xung nhịp của CPU

Tốc độ xung nhịp được đo bằng GHz (Gigahertz), thể hiện số chu kỳ xử lý mà CPU thực hiện trong một giây. Nói chung, CPU có tốc độ xung nhịp cao hơn thường xử lý nhanh hơn. 

Chọn CPU theo TDP

TDP (Thermal Design Power) là mức tiêu thụ điện năng tối đa mà CPU có thể hoạt động trong điều kiện tải trọng bình thường. Khác với cách chọn CPU máy tính bàn thì TDP là chỉ số rất đáng quan tâm nếu tìm kiếm CPU cho laptop. Bởi việc ngốn nhiều điện còn đồng nghĩa với việc máy tỏa nhiều nhiệt và nhanh hết pin hơn.

Ngoài ra còn một số cách chọn CPU theo nhu cầu cá nhân như sau: 

• Người dùng là dân văn phòng cần có một thiết bị làm việc và giải trí tốt. Ví dụ: CPU Intel Core i5 dòng U và dòng G của Intel, hoặc Ryzen 5 dòng U từ AMD.
• Người dùng là học sinh sinh viên có nhu cầu đơn giản hơn và ghi nhận mức đầu tư chi phí thấp, nên hướng tới các dòng CPU Celeron, Pentium, Atom và chip Intel Core dòng Y.
• Người dùng là game thủ luôn đặt hiệu năng lên hàng đầu, Ví dụ: các bộ vi xử lý Intel Core i5, Core i7 dòng H hoặc chip Ryzen 5, Ryzen 7 dòng H.
• Người dùng là dân chuyên ngành như IT, thiết kế, dựng hình 3D và đang cân nhắc chọn CPU làm đồ họa hãy đầu tư những con chip CPU Intel Core i7 dòng U hoặc dòng G, và Ryzen 7 dòng U. 

Các bài viết liên quan:

CPU ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu năng và trải nghiệm sử dụng của người dùng trên máy tính. Hy vọng những thông tin mà FPT Cloud đã cung cấp ở trên đã giúp người dùng cá nhân/doanh nghiệp hiểu rõ hơn về CPU và cách chọn CPU phù hợp với nhu cầu của mình.