CPU là gì? Chức năng & Các loại CPU máy tính chi tiết từ A-Z
Xem nhanh
CPU là một thuật ngữ không còn xa lạ với những người dùng máy tính hiện nay. Vậy CPU là gì, có chức năng ra sao và nguyên lý hoạt động của CPU máy tính thế nào? Hãy cùng FPT Cloud tìm hiểu về CPU thông qua bài viết dưới đây nhé!
CPU viết tắt là Central Processing Unit, là một thành phần rất quan trọng của một máy tính, nó đảm nhiệm các phép tính, khả năng điều khiển và thực thi các lệnh được giao cho hệ thống. CPU của máy tính sẽ thực hiện các tác vụ xử lý dữ liệu cơ bản ví dụ như thực hiện phép tính toán, quản lý dữ liệu bộ nhớ, điều khiển những thiết bị ngoại vi và thực hiện những hàm logic.
CPU được xây dựng từ các thành phần như bộ xử lý, bộ nhớ đệm (cache), bộ điều khiển và các đơn vị logic và số học. Bộ nhớ xử lý trung tâm CPU hoạt động dựa trên nguyên tắc của kiến trúc von Neumann, CPU này sẽ thực hiện các lệnh lưu trữ trong bộ nhớ, thực hiện phép tính và trả lại kết quả cho bộ nhớ.
CPU là gì mà được cho là “trái tim” của một máy tính, bởi nó chịu trách nhiệm chính trong quá trình xử lý những tác vụ và giúp hệ thống hoạt động. Hiệu suất của CPU máy tính thường được đo bằng tốc độ xử lý, số lõi (cores) và mức độ cache.
CPU máy tính là thực hiện những tác vụ xử lý thông tin. Dưới đây sẽ là một số chức năng quan trọng của CPU:
Đúng vậy, với câu hỏi CPU là gì của máy tính thì câu trả lời là CPU chính là trái tim của một hệ thống máy tính và có chức năng quan trọng trong việc xử lý và điều khiển những tác vụ để đảm bảo hoạt động chính xác và hiệu quả của hệ thống.
>>> Có thể bạn quan tâm: Scam là gì? Phân loại, Dấu hiệu & Cách phòng tránh Scam 2023
Nguyên lý hoạt động của CPU sẽ dựa trên kiến trúc von Neumann, mô hình chung cho hầu hết những hệ thống máy tính hiện đại. Dưới đây sẽ là mô tả nguyên lý hoạt động cơ bản của CPU:
Trong quá trình hoạt động, CPU máy tính luôn cần tương tác với những thành phần khác để thực hiện nhiệm vụ của nó.
CPU bao gồm các thành phần cơ bản sau:
Khối điều khiển (Control Unit – CU) là một thành phần quan trọng của CPU trên máy tính, giữ nhiệm vụ quản lý và khả năng điều khiển hoạt động của các thành phần khác trong CPU và làm việc với bộ nhớ để thực hiện các lệnh. Dưới đây sẽ là mô tả chi tiết về khối điều khiển:
Vì thế, khối điều khiển được đánh giá là trung tâm điều khiển của CPU, quản lý những hoạt động và tương tác với các thành phần khác nhau để thực hiện lệnh và điều khiển các hoạt động của hệ thống máy tính.
Khối tính toán (Arithmetic Logic Unit – ALU) chính một thành phần quan trọng của CPU máy tính, được sử dụng dùng để thực hiện những phép tính số học và những phép toán logic trên dữ liệu. Dưới đây sẽ là mô tả chi tiết về khối tính toán ALU:
Trong CPU, các thanh ghi là những ô nhớ nhỏ và nhanh có khả năng lưu trữ và xử lý dữ liệu trung gian. Các thanh ghi này sẽ chủ yếu được sử dụng để lưu trữ dữ liệu, địa chỉ và những giá trị trung gian trong quá trình tính toán và xử lý thông tin. Dưới đây là một số loại thanh ghi phổ biến:
Các thanh ghi được đánh giá là một phần quan trọng của CPU và giữ vai trò quan trọng trong quá trình thực hiện và lưu trữ những giá trị và dữ liệu trung gian trong quá trình xử lý và tính toán.
Opcode (Operation Code) là một thành phần quan trọng trong một lệnh máy của một CPU. Nó chính là một phần của lệnh máy định nghĩa loại phép tính hoặc hoạt động mà CPU cần thực hiện. Opcode sẽ xác định các phép tính cụ thể mà CPU thực hiện.
Opcode thường thể hiện bằng các mã nhị phân hoặc mã hexa để thể hiện một loạt các phép tính và hoạt động khác nhau mà CPU máy tính có thể thực hiện.
Mỗi CPU sẽ có một tập hợp riêng của các opcode và các định dạng lệnh máy tương ứng, theo kiến trúc và bộ xử lý của nó. Vấn đề hiểu và giải mã các opcode chính là công việc của bộ điều khiển (Control Unit) trong CPU, nơi các tín hiệu điều khiển được tạo ra giúp thực hiện các phép tính và hoạt động tương ứng.
Phần điều khiển (Control Unit) là một thành phần quan trọng trong CPU của một hệ thống máy tính. Nhiệm vụ quan trọng của phần điều khiển chính là điều khiển hoạt động của những thành phần khác trong CPU và thực hiện các lệnh máy để thực hiện những phép tính và các hoạt động khác.
Phần điều khiển của CPU máy tính sẽ thực hiện việc lấy lệnh từ bộ nhớ đệm rồi giải mã lệnh, tiến hành thực lệnh vừa giải mã và điều khiển bộ nhớ. Đồng thời, sẽ điều khiển cả bộ nhớ ngắt nếu muốn thực hiện các lệnh quan trọng hơn.
>>> Có thể bạn quan tâm: Access là gì? Các chức năng chính của microsoft access
Người dùng sử dụng rất nhiều loại máy tính khác nhau nên CPU máy tính đang dùng phổ biến hiện nay sẽ là:
CPU Intel là một loại CPU được sản xuất và phát triển bởi công ty Intel Corporation. Intel chính là một trong những nhà sản xuất CPU đứng hàng đầu thế giới và đã tạo ra được nhiều dòng sản phẩm CPU nổi tiếng và phổ biến.
Các dòng CPU Intel bao gồm:
CPU AMD là một loại CPU được sản xuất và được phát triển bởi công ty Advanced Micro Devices (AMD). AMD chính là một nhà sản xuất CPU hàng đầu cạnh tranh trực tiếp với Intel trong ngành công nghệ máy tính. Với các dòng sản phẩm CPU AMD nổi tiếng và phổ biến bao gồm:
Tốc độ bộ xử lý trung tâm CPU sẽ được đo bằng đơn vị Hertz (Hz) và sẽ được biểu diễn dưới dạng Gigahertz (GHz) hoặc Megahertz (MHz). Tốc độ CPU là một yếu tố quan trọng trong hiệu suất hoạt động của một hệ thống máy tính. Nhưng với việc xác định xem một tốc độ CPU nào là “nhanh” sẽ phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau và không thể đánh giá dựa vào tốc độ CPU duy nhất.
Để đánh giá hiệu suất của một CPU, cần đánh giá các yếu tố khác như kiến trúc CPU, số lượng nhân) và luồng, bộ nhớ cache, công nghệ sản xuất, và khả năng xử lý những tác vụ đa nhiệm.
Một CPU có tốc độ cao sẽ thực hiện nhiều lệnh và tính toán trong một khoảng thời gian ngắn, giúp hiệu suất xử lý nhanh hơn. Đồng thời, nếu kiến trúc và các yếu tố khác vẫn chưa được tối ưu, một CPU có tốc độ cao cũng không thể đảm bảo hiệu suất tốt hơn một CPU có tốc độ thấp.
Do vậy, để đánh giá tốc độ CPU có nhanh hay không, cần phải xem xét tổng thể hiệu suất của CPU theo nhiều yếu tố quan trọng khác nhau, chứ không chỉ dựa trên tốc độ duy nhất.
Khi tìm hiểu về CPU thì không chỉ hỏi CPU là gì mà cũng cần phải hiểu về thông số của CPU. Dưới đây sẽ là những thông số của CPU:
Tốc độ xung nhịp của một CPU sẽ là tần số hoạt động của nó, được đo bằng đơn vị Hertz (Hz). Với tốc độ xung nhịp sẽ xác định số lần mà CPU thực hiện những tác vụ trong một đơn vị thời gian. Nó thể hiện được tốc độ cơ bản của một CPU máy tính và được xem là một chỉ số rất quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất của CPU.
Với tốc độ xung nhịp cao hơn, CPU sẽ có khả năng thực hiện những tác vụ nhanh hơn trong cùng một khoảng thời gian cụ thể. Vì thế tốc độ xung nhịp chính là yếu tố quan trọng quyết định hiệu suất của CPU nhưng cũng không phải chỉ số duy nhất để đánh giá tốc độ của CPU.
Tốc độ xung nhịp tối đa (Turbo Speed) là tốc độ mà một CPU sẽ đạt được khi hoạt động ở trạng thái tải công việc cao. Đây chính là tốc độ xung nhịp vượt qua tốc độ xung nhịp cơ bản (base clock speed) của CPU.
Tốc độ xung nhịp tối đa sẽ được xác định dựa theo các yếu tố như nhiệt độ, tải công việc, điện áp và khả năng xử lý của CPU. Với những yếu tố này sẽ thay đổi tốc độ xung nhịp tối đa của CPU. Hơn nữa, việc sử dụng tốc độ xung nhịp tối đa sẽ cần phải được quản lý và kiểm soát để đảm bảo sự ổn định và an toàn dành cho CPU máy tính.
Số nhân (cores) trong một CPU máy tính sẽ đề cập đến số lượng độc lập các CPU trong cùng một chip vật lý. Mỗi nhân trong CPU sẽ có khả năng thực hiện những tác vụ và xử lý dữ liệu độc lập.
Số nhân càng nhiều, CPU sẽ có khả năng xử lý nhiều tác vụ đồng thời một cách hiệu quả hơn. Mỗi nhân sẽ xử lý một luồng công việc riêng biệt, vì thế tăng cường được hiệu suất tổng thể của CPU. Số nhân trong CPU rất hữu ích trong các tác vụ đa nhiệm hoặc các ứng dụng đòi hỏi việc xử lý đồng thời nhiều luồng công việc, vid dụ như các ứng dụng đồ họa, chơi game, xử lý video và phân tích dữ liệu.
Số luồng Thread trong một CPU sẽ đề cập đến khả năng của CPU dùng để xử lý các luồng công việc đồng thời. Mỗi luồng công việc được đại diện cho một chuỗi các lệnh hoặc các tác vụ cần được thực hiện bởi CPU.
Với số luồng nhiều hơn, CPU máy tính sẽ có khả năng xử lý đa nhiệm một cách hiệu quả hơn và khả năng chia sẻ công việc giữa các luồng giúp tăng hiệu suất. Do đó, rất hữu ích trong các ứng dụng đòi hỏi xử lý đồng thời nhiều luồng công việc, như xử lý đồ họa, công việc phân tích dữ liệu, và các ứng dụng đa nhiệm.
Socket (chân cắm) là một kết nối vật lý trên bo mạch chủ của máy tính, được thiết kế dùng để chứa và kết nối CPU máy tính. Và nó sẽ cung cấp giao diện vật lý và điện tử giữa CPU và bo mạch chủ.
Mỗi loại CPU sẽ có thiết kế bố cục chân cắm riêng, nên mỗi socket chỉ tương thích với một số kiểu CPU cụ thể. Việc chọn một socket phù hợp là quan trọng giúp đảm bảo CPU có thể được cài đặt và hoạt động trên bo mạch chủ.
iGPU có nghĩa là “đơn vị xử lý đồ họa tích hợp”, nó đề cập đến card đồ họa sẽ được tích hợp trực tiếp vào bộ xử lý trung tâm CPU hoặc bo mạch chủ của máy tính.
Trong một số CPU và bo mạch chủ, có một iGPU tích hợp trong cùng CPU hoặc chipset. iGPU sẽ là một phần cứng nhỏ được thiết kế dùng để xử lý các tác vụ đồ họa cơ bản, như hiển thị hình ảnh trên màn hình và xử lý video. Tuy nhiên, iGPU cũng rất hữu ích cho các tác vụ văn phòng, duyệt web, xem video và các ứng dụng đồ họa cơ bản.
Thông qua bài viết trên, người dùng cũng có thể hiểu cụ thể hơn về CPU là gì, chức năng quan trong của CPU trên máy tính ra sao? Nếu còn thắc mắc gì về CPU mà muốn tìm hiểu chi tiết hơn hãy liên hệ với FPT Cloud để được giải đáp luôn nhé!
Liên hệ với chúng tôi để biết thêm thông tin chi tiết về dịch vụ của FPT Smart Cloud