CPU là gì? Các loại CPU phổ biến hiện nay

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. 

1. CPU là gì? Chức năng của CPU

CPU là viết tắt của cụm từ Central Processing Unit, còn gọi là Bộ xử lý trung tâm, đóng vai trò là thành phần cốt lõi của bất kỳ máy tính hoặc thiết bị điện tử nào. Thiết bị này chịu trách nhiệm thực hiện các hướng dẫn do người dùng đưa ra thông qua các phần mềm ứng dụng. 

CPU hoạt động như "bộ não" của máy tính – nó đọc và diễn giải các lệnh từ các chương trình phần mềm và sử dụng chúng để điều khiển các thành phần khác trong máy.

CPU có chức năng xử lý dữ liệu và thực hiện các lệnh đến từ phần mềm để hoàn thành các tác vụ. Để thực hiện điều này, CPU cần phải lấy dữ liệu từ bộ nhớ và giải mã dữ liệu trước khi thực hiện bất kỳ lệnh nào mà nó nhận được.  

Quá trình này diễn ra với tốc độ cực nhanh; CPU hiện đại có thể thực hiện hàng tỷ lệnh mỗi giây. Ngoài ra, CPU được thiết kế với nhiều lõi để có thể xử lý nhiều tác vụ cùng lúc, giúp tăng hiệu suất tổng thể của hệ thống.

2. Cấu tạo của CPU là gì 

Cấu tạo CPU nhu bộ não của máy tính, chịu trách nhiệm xử lý hầu hết các tác vụ trong hệ thống. Để vận hành hiệu quả, CPU cần kết hợp với phần mềm máy tính phù hợp, đồng thời hỗ trợ từ GPU – để hiểu rõ hơn bạn có thể tìm hiểu GPU là gì. Để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của CPU, cần nắm được cấu trúc cơ bản của nó. CPU bao gồm các thành phần chính sau:

2.1. Khối điều khiển (CU - Control Unit)

Khối điều khiển đóng vai trò điều phối hoạt động của các thành phần trong CPU. Nó nhận các lệnh từ bộ nhớ, giải mã chúng và tạo ra các tín hiệu điều khiển để chỉ đạo hoạt động của các bộ phận khác. 

CU quản lý luồng thông tin giữa CPU và các thiết bị ngoại vi, đảm bảo rằng mọi thao tác được thực hiện theo đúng trình tự.

2.2. Khối tính toán (ALU - Arithmetic Logic Unit)

ALU là nơi thực hiện các phép tính số học (cộng, trừ, nhân, chia) và các phép toán logic (AND, OR, NOT). Đây là trung tâm xử lý thực sự của CPU, nơi các phép tính được thực hiện dựa trên hướng dẫn từ Khối điều khiển.

2.3. Các thanh ghi (Registers)

Thanh ghi là các bộ nhớ tạm thời siêu nhỏ nằm trong CPU, có tốc độ truy xuất cực nhanh. Chúng lưu trữ dữ liệu và lệnh mà CPU đang xử lý. Thanh ghi cung cấp không gian làm việc cho CPU trong quá trình thực hiện các phép toán, giúp tăng tốc quá trình xử lý thông tin.

2.4. Opcode

Opcode (Operation Code) là phần của lệnh máy tính chỉ ra cho CPU biết phải thực hiện thao tác gì. Mỗi CPU có một tập hợp các opcode riêng, định nghĩa các phép toán mà nó có thể thực hiện. Khi CPU nhận được một lệnh, nó sẽ phân tích opcode để xác định hành động cần thực hiện.

2.5. Phần điều khiển

Phần điều khiển hoạt động chặt chẽ với CU để đảm bảo tất cả các hoạt động của CPU diễn ra đồng bộ và chính xác. Nó duy trì nhịp xung và đảm bảo các thành phần khác nhau trong CPU hoạt động nhịp nhàng theo một chu kỳ hoạt động được xác định. Khi xây dựng hạ tầng tính toán phức tạp, nhiều doanh nghiệp ưu tiên chọn dịch vụ cho thuê máy chủ vật lý để tận dụng tối đa sức mạnh CPU cho các tác vụ cần hiệu năng cao cũng như RAM và SSD.

Ngoài ra, CPU còn liên quan đến cách lưu trữ dữ liệu và được tối ưu hơn khi sử dụng các dịch vụ thuê cloud VPS  hoặc thuê server ảo (thuê máy chủ cloud) cho hiệu suất cao và linh hoạt trong môi trường doanh nghiệp.

3. Cơ chế hoạt động của CPU

CPU hoạt động qua hai giai đoạn chính: Chu kỳ Lấy lệnh-Thực thi và Chu kỳ Giải mã-Thực thi. 

Trong chu kỳ Lấy lệnh-Thực thi, bộ xử lý lấy lệnh từ bộ nhớ, sau đó giải mã và thực thi lệnh đó trước khi chuyển sang lệnh tiếp theo cho đến khi tất cả các lệnh hoàn tất.

Trong chu kỳ Giải mã-Thực thi, bộ xử lý đầu tiên giải mã lệnh trước khi thực thi lệnh đó; điều này có nghĩa là mỗi lệnh phải được giải mã một lần trước khi được thực thi nhiều lần nếu cần. 

Quá trình này được lặp lại liên tục trong quá trình hoạt động của máy tính, với tốc độ cực nhanh tạo nên hiệu suất tổng thể của hệ thống.

4. Tốc độ của CPU như thế nào là nhanh?

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. Bên cạnh CPU mạnh mẽ, giải pháp dịch vụ lưu trữ đám mây (cloud storage) cũng quan trọng để đồng bộ dữ liệu nhanh và bảo mật.

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…

5. 2 loại CPU phổ biến 2025

Hiện nay, có hai nhà sản xuất CPU chính thống trị thị trường: Intel và AMD. Dưới đây là bảng so sánh giữa hai loại CPU này:

5.1. CPU Intel

Intel là nhà sản xuất CPU lâu đời và nổi tiếng, chiếm thị phần lớn trong thị trường máy tính cá nhân và máy chủ. CPU Intel nổi bật với hiệu suất đơn lõi mạnh mẽ và độ ổn định cao, đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất đơn lõi cao như chơi game.

CPU có rất nhiều loại tùy theo cách phân loại mà người dùng hướng đến

Dòng sản phẩm của Intel được chia thành nhiều phân khúc khác nhau:

• Intel Core i3: Phù hợp cho người dùng cơ bản, văn phòng
• Intel Core i5: Cân bằng giữa hiệu suất và giá cả, phù hợp cho đa số người dùng
• Intel Core i7: Hiệu suất cao, phù hợp cho người dùng chuyên nghiệp
• Intel Core i9: Dành cho người dùng đòi hỏi hiệu suất tối đa
• Intel Xeon: Được thiết kế cho máy chủ và các ứng dụng chuyên nghiệp

Ví dụ: Intel Core i5-12600K là một CPU thế hệ thứ 12 của Intel, với 10 lõi (6 lõi hiệu suất và 4 lõi tiết kiệm điện), tốc độ cơ bản 3.7GHz và có thể đạt tới 4.9GHz khi ép xung, phù hợp cho cả gaming và các tác vụ đa luồng.

5.2. CPU AMD

AMD (Advanced Micro Devices) đã có bước tiến lớn trong những năm gần đây với kiến trúc Zen. CPU AMD thường cung cấp nhiều lõi hơn ở mức giá tương đương với Intel, mang lại hiệu suất đa luồng vượt trội và giá trị sử dụng tốt hơn.

Các dòng sản phẩm chính của AMD:

• Ryzen 3: Dành cho người dùng entry-level, giá rẻ
• Ryzen 5: Phân khúc trung cấp, cân bằng giữa hiệu suất và giá cả
• Ryzen 7: Hiệu suất cao, nhiều lõi, phù hợp cho người dùng đòi hỏi đa nhiệm
• Ryzen 9: Hiệu suất cao cấp với số lượng lõi lớn
• Threadripper: Dành cho các ứng dụng chuyên nghiệp đòi hỏi số lượng lõi cực lớn
• EPYC: Dành cho thị trường máy chủ

Ví dụ: AMD Ryzen 5 5600X là một CPU 6 lõi, 12 luồng với tốc độ cơ bản 3.7GHz và có thể boost lên đến 4.6GHz. Nó cung cấp hiệu suất tốt cho cả gaming và các ứng dụng sáng tạo nội dung với mức giá phải chăng

“CPU là gì” đã được trình bày chi tiết từ khái niệm, cấu tạo đến cơ chế hoạt động và phân loại. Bộ xử lý trung tâm đóng vai trò thiết yếu trong mọi thiết bị điện tử hiện đại, quyết định hiệu suất và khả năng xử lý của toàn bộ hệ thống. 

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.

Lấy mã giảm giá của dịch vụ thuê máy chủ cloud, thuê server vật lý và thuê máy chủ ảo VPS của FPT Cloud: