CPU là gì? Có bao nhiêu loại CPU chính? CPU có cấu tạo như thế nào? Tất cả sẽ được Blog Thiết Bị Điện chia sẻ chi tiết cụ thể ngay trong bài viết sau đây. Cùng tham khảo nhé.
CPU được ví như “trái tim” của máy tính bởi bộ phận này đóng một vai trò vô cùng quan trọng ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của máy. Thế nhưng vẫn có không ít người hiểu được chính xác CPU là gì, vì thế dưới đây BLOG THIẾT BỊ ĐIỆN sẽ chia sẻ cho bạn tất tần tật thông tin liên quan đến CPU ngay trong bài viết sau đây.
CPU là gì?
CPU (Central Processing Unit) hay bộ xử lý trung tâm là bộ phận cốt lõi, quan trọng giúp cho hệ thống máy thực thi được các câu lệnh liên quan đến việc thực hiện và phân tích các phép tính, so sánh, logic. Theo đó, CPU còn có thể xử lý các yêu cầu nhập xuất dữ liệu cơ bản của người dùng.
CPU có thể điều khiển mọi hoạt động và là đầu não của máy tính hay laptop, các dữ kiện từ phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng, cho đến các phần cứng đang hoạt động trên máy đều do CPU vận hành.
Cấu tạo của CPU
Cấu tạo của CPU gồm có 5 bộ phận như sau:
Khối điều khiển
Là một trong những bộ phận chủ chốt trong CPU, được cấu tạo từ những mạch logic, so sánh cùng các chi tiết bán dẫn transistor. Theo đó, xung nhịp đồng hồ cũng là yếu tố then chốt điều tiết hoạt động của bộ điều khiển trung tâm. Khối điều khiển hay CU (Control Unit) gồm có các chức năng sau:
- Dịch các lệnh đang xuất hiện trên chương trình của máy tính;
- Điều khiển công việc xử lý các lệnh.
Khối tính toán
Khối tính toán hay ALU (Arithmetic Logic Unit) đảm nhiệm công năng thực hiện giải các phép toán bao gồm số học, logic hay so sánh. Khi đã hoàn thành quá trình này, ALU sẽ đưa ra kết quả và trả về bộ nhớ hoặc các thanh ghi.
Các thanh ghi
Thanh ghi (Registers) là các bộ nhớ có dung lượng thấp nhưng lại có tốc độ truy cập vô cùng cao. Bộ phận này lưu trữ dữ liệu hoặc kết quả tạm thời từ việc thực hiện tính toán các dữ kiện trong ổ nhớ và thông tin từ bộ điều khiển.
Bên cạnh đó, trong một CPU thì có nhiều thanh ghi, những thanh ghi quan trọng nhất là PC (Program Counter) hay bộ đếm chương trình với chức năng là đề ra lệnh được thực hiện kế tiếp.
Opcode
Opcode ở trong bộ xử lý trung tâm là phần lưu trữ mã máy được thực hiện qua các lệnh trong tệp được cho phép.
Phần điều khiển
Nhiệm vụ chính của phần điều khiển gồm điều khiển toàn bộ các khối trang bị tại CPU và kiểm soát tần số xung nhập của hệ thống.
Tốc độ xử lý của CPU
Tốc độ xử lý trong CPU là tốc độ xung nhịp của bộ phận này và được công nhận, tính toán dựa trên đơn vị Ghz (Gigahertz). Theo đó, chỉ số GHz biểu thị số chu kỳ mà CPU thực hiện trong mỗi giây, điều này sẽ xác định được hiệu năng của CPU.
Bên cạnh đó, khi loại bỏ được các yếu tố tác động thì tốc độ xung nhịp càng cao thì khả năng xử lý của CPU càng nhanh và tối ưu được nhiều vấn đề. Một số yếu tố có thể tác động đến CPU như:
- Nhân xử lý: số nhân càng nhiều hiệu năng càng cao (2 nhân, 4 nhân, 10 nhân,….);
- Dòng sản phẩm: thông số càng nhỏ, hiệu năng càng tối ưu, đồng thời tiết kiệm được điện năng (14nm, 22nm, 32nm,….);
- Công nghệ hỗ trợ: siêu phân luồng, turbo boost, pipeline,….);
- Card đồ họa: card onboard giúp cải thiện tốc độ xung nhịp CPU;
- Bộ nhớ đệm: hỗ trợ tốt lưu trữ dữ liệu thường dùng và dự đoán ra lệnh sẽ dùng, tối ưu hóa thời gian của bộ xử lý trung tâm;
- TDP: công suất thoát điện càng tối ưu, hiệu quả mang lại càng cao.
Thiết kế bộ vi xử lý
Bộ vi xử lý là một trong số bộ phận quan trọng nhất trong kết cấu CPU và được dành riêng một vị trí lắp đặt cho con chip này. Thiết kế của chip CPU dễ dàng nhận biết với hình vuông hoặc hình chữ nhật, mặt trên ghi các thông số về chip, mặt dưới là các chân cắm được chế tác nhằm tối ưu công suất hoạt động.
FSB (Front Side Bus)
FSB là tốc độ được xác định đối với các luồng dữ liệu vào/ ra của bộ xử lý trung tâm (CPU), theo đó hiệu năng của Bus CPU tương đồng với Bus Chipset Bắc.
- Hiệu năng xử lý của Bus CPU là chính;
- Hiệu năng xử lý của Bus Chipset Bắc hỗ trợ tốc độ FSB càng nhiều càng tốt (thường là từ 2 – 3FSB).
Ví dụ:
- Với chip pen 2 hay pen 3 thì tốc độ Front Side Bus từ 66 – 113MHz;
- Với chip pen 4 thì tốc độ Front Side Bus từ 400 – 1600MHz.
Bộ nhớ Cache
Bộ nhớ Cache có công dụng là bộ nhớ đệm, là nơi cất giữ chương trình và các dữ liệu chuẩn bị được sử dụng, khi cần, CPU sẽ rà soát trên cache trước khi thực hiện kiểm tra bộ nhớ chính.
Có 3 loại cache chính bạn nên biết là:
- Cache L1: kích thước từ 8 – 32KB, nơi CPU tìm kiếm dữ liệu trước tiên;
- Cache L2: kích thước từ 256KB – 8MB, trường hợp tại cache L1 không có dữ liệu, CPU sẽ rà tiếp đến cache L2;
- Cache L3: phân bổ thông tin đến cache L1 và L2, đồng thời trang bị trên mainboard.
Cách thức CPU hoạt động
Bộ xử lý trung tâm CPU nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi gồm: chuột, máy in, bàn phím,…. kết hợp với chương trình đã được lập trình trên máy tính, đồng thời xử lý thông qua các phân tích phép tính, logic, so sánh để đề xuất kết quả ra màn hình. Ngoài ra, các thiết bị ngoại vi cũng được xử lý nhanh chóng hơn.
Bên cạnh đó, quy trình vận hành cốt lõi của CPU theo 3 bước như sau: tìm nạp -> giải mã -> thực thi.
Tìm nạp
Quy trình tìm nạp của CPU liên quan đến việc nhận một lệnh dưới dạng chuỗi các chữ số và được đưa đến CPU thông qua RAM, mỗi lệnh chỉ là một yếu tố nhỏ của các thao tác, vì thế mà CPU cần biết lệnh nào sẽ đến tiếp.
Bên cạnh đó, bộ đếm chương trình (PC) sẽ giữ những địa chỉ lệnh hiện tại, sau đó cả PC và hàng loạt lệnh đều được đưa đến thanh ghi lệnh (IR), độ dài của bộ đếm sẽ tăng thêm nhằm tham chiếu cho các địa chỉ lệnh kế tiếp.
Giải mã
Sau khi lệnh được tìm nạp và hoàn thành lưu trữ trong thanh ghi, CPU sẽ gửi lệnh đến bộ giải mã và đưa ra các tín hiệu cụ thể của lệnh đến các vị trí khác trên CPU để vận hành.
Thực thi
Ở quy trình thực thi thì những lệnh được giải mã thành công và gửi đến các bộ phận phù hợp trong CPU để thực hiện, kết quả của việc thực thi sẽ được ghi vào trong thanh ghi – nơi mà các kết quả sẽ được tham chiếu bởi những lệnh kế tiếp, giống như chức năng của bộ nhớ trong máy tính.
Các loại CPU phổ biến
Trên thị trường hiện nay thì đa phần laptop đều sử dụng bộ CPU từ 2 “ông lớn” Intel và AMD. Cụ thể chi tiết sẽ được Blog Thiết Bị Điện chia sẻ ngay đây.
CPU Intel
CPU từ nhà Intel được ưa chuộng hết cả thảy với nhiều phân khúc như Intel Core I3, Intel Core I5, Intel Core I7 và thế hệ mới nhất là Intel Core I9 và Intel Core Xeon.
CPU AMD
Giống với CPU Intel, AMD cũng phân sản phẩm của mình ra thành các phân khúc khác nhau như AMD Ryzen 5, AMD Ryzen 7, AMD Ryzen Threadripper. Một số CPU phổ biến từ nhà AMD là AMD Ryzen 7 2700x, AMD Ryzen 7 2700U, AMD Ryzen 7 3700X.
Như vậy, vừa rồi blogthietbidien.com vừa chia sẻ đến cho bạn tất tần tật thông tin liên quan đến bộ xử lý trung tâm nhằm giải đáp thắc mắc CPU là gì của bạn. Đừng quên để lại một lượt chia sẻ đến với nhiều đọc giả khác cùng biết đến nếu bạn cảm thấy nội dung chúng tôi cung cấp bổ ích nhé.
