CPU là gì, có chức năng gì và tầm quan trọng của nó như thế nào?

Hầu hết những ai sử dụng máy vi tính hay laptop đều đã quá quen thuộc với thuật ngữ CPU nhưng ít ai biết được chính xác CPU là gì, có chức năng gì và tầm quan trọng của CPU đối với máy vi tính và laptop như thế nào? Hãy cùng COHOTECH tìm hiểu về CPU trong bài viết này

CPU là gì?

• CPU là từ viết tắt của chữ Central Processing Unit, tạm dịch là bộ xử lý trung tâm, là các mạch điện tử trong một máy tính, thực hiện các câu lệnh của chương trình máy tính bằng cách thực hiện các phép tính số học, logic, so sánh và các hoạt động nhập/xuất dữ liệu cơ bản do mã lệnh chỉ ra.
• Chức năng chính của CPU là lấy đầu vào từ thiết bị ngoại vi (bàn phím, chuột, máy in, …) hoặc chương trình máy tính, phân tích, sau đó xuất thông tin ra màn hình hoặc thực hiện tác vụ được yêu cầu của thiết bị ngoại vi.

CPU quan trọng như thế nào?

• Mặc dù CPU không còn quan trọng đối với hiệu năng hệ thống như trước đây, nhưng nó vẫn đóng vai trò chính trong việc làm cho thiết bị chạy nhanh. Vì nó chỉ chịu trách nhiệm thực thi các lệnh trong các chương trình, CPU của bạn càng nhanh, nhiều ứng dụng sẽ chạy càng nhanh.
• Điều đó nói rằng, CPU nhanh không phải là tất cả. Bộ xử lý, dù mạnh đến đâu, không thể dễ dàng kết xuất các trò chơi 3D mới nhất cũng như không thể lưu trữ thông tin. Đó là nơi các thành phần khác, như card đồ họa và bộ nhớ, phát huy tác dụng.
• Nói tóm lại, CPU không phải là tất cả, nhưng nó rất quan trọng. Nói chung CPU nhanh hơn có nghĩa là hệ thống hoặc thiết bị của bạn sẽ chạy nhanh hơn. Ít nhất nó sẽ không phải là một nút cổ chai theo đúng nghĩa của nó. Nhiều lõi và chủ đề có thể giúp bạn làm nhiều việc cùng một lúc.

Các thành phần của CPU

• ALU (Đơn vị logic số học): thực hiện các phép tính toán học, logic và quyết định.
• CU (Đơn vị điều khiển): chỉ đạo tất cả các hoạt động của bộ vi xử lý.
• Các thanh ghi (Registors): Tương tự như RAM, các thanh ghi này có dung lượng nhớ thấp nhưng tốc độ truy xuất cực cao. Được thiết kế nằm trong CPU dùng để lưu trữ tạm thời các kết quả từ bộ xử lý ALU.

• Vì sử dụng vật liệu bán dẫn để chế tạo CPU nên trong quá trình sử dụng sẽ có một lượng nhiệt lớn sinh ra. Nếu không có biện pháp tản nhiệt hợp lý sẽ gây nóng máy tính. Hay thậm chí, có thể gây cháy nổ. Giải pháp hiện nay là sử dụng cách bôi keo tản nhiệt cho CPU. Ngoài ra còn có sử dụng hệ thống làm mát tinh vi như tản nhiệt khí, tản nhiệt nước…
• Trong lịch sử của computer processors, tốc độ (clock speed) và khả năng của bộ vi xử lý đã được cải thiện đáng kể. Ví dụ, bộ vi xử lý đầu tiên là Intel 4004 được phát hành ngày 15 tháng 11 năm 1971 có 2.300 bóng bán dẫn và thực hiện 60.000 hoạt động mỗi giây. Bộ xử lý Intel Pentium có 3.300.000 bóng bán dẫn và thực hiện khoảng 188.000.000 lệnh mỗi giây.

Các thông số kỹ thuật của CPU

Tốc độ của CPU

• Tốc độ xử lý của máy tính phụ thuộc vào tốc độ của CPU, nhưng nó cũng phụ thuộc vào các phần khác (như bộ nhớ trong, RAM, hay bo mạch đồ họa).
• Có nhiều công nghệ làm tăng tốc độ xử lý của CPU. Ví dụ công nghệ Core 2 Duo.Tốc độ CPU có liên hệ với tần số đồng hồ làm việc của nó (tính bằng các đơn vị như MHz, GHz,…). Đối với các CPU cùng loại tần số này càng cao thì tốc độ xử lý càng tăng. Đối với CPU khác loại, thì điều này chưa chắc đã đúng; ví dụ CPU Core 2 Duo có tần số 2,6GHz có thể xử lý dữ liệu nhanh hơn CPU 3,4GHz một nhân.
• Tốc độ CPU còn phụ thuộc vào bộ nhớ đệm của nó, ví như Intel Core 2 Duo sử dụng chung cache L2 (shared cache) giúp cho tốc độ xử lý của hệ thống 2 nhân mới này nhanh hơn so với hệ thống 2 nhân thế hệ 1 (Intel Core Duo và Intel Pentium D) với mỗi core từng cache L2 riêng biệt. (Bộ nhớ đệm dùng để lưu các lệnh hay dùng, giúp cho việc nhập dữ liệu xử lý nhanh hơn).

FSB (Front Side Bus)

• Là tốc độ truyền tải dữ liệu ra vào CPU hay là tốc độ dữ liệu chạy qua chân của CPU.Trong một hệ thống thì tốc độ Bus của CPU phải bằng với tốc độ Bus của Chipset bắc, tuy nhiên tốc độ Bus của CPU là duy nhất nhưng Chipset bắc có thể hỗ trợ từ hai đến ba tốc độ FSB:  Ở dòng chip Pen2 và Pen3 thì FSB có các tốc độ 66MHz, 100MHz và 133MHz, Ở dòng chip Pen4 FSB có các tốc độ là 400MHz, 533MHz, 800MHz, 1066MHz, 1333MHz và 1600MHz

Bộ nhớ Cache

Cache là Vùng nhớ mà CPU dùng để lưu các phần của chương trình, các tài liệu sắp được sử dụng. Khi cần, CPU sẽ tìm thông tin trên cache trước khi tìm trên bộ nhớ chính.

• Cache L1: Integrated cache (cache tích hợp) – cache được hợp nhất ngay trên CPU. Cache tích hợp tăng tốc độ CPU do thông tin truyền đến và truyền đi từ cache nhanh hơn là phải chạy qua bus hệ thống. Các nhà chế tạo thường gọi cache này là on-die cache. Cache L1 – cache chính của CPU. CPU trước hết tìm thông tin cần thiết ở cache này.
• Cache L2: Cache thứ cấp. Thông tin tiếp tục được tìm trên cache L2 nếu không tìm thấy trên cache L1. Cache L2 có tốc độ thấp hơn cache L1 và cao hơn tốc độ của các chip nhớ (memory chip). Trong một số trường hợp (như Pentium Pro), cache L2 cũng là cache tích hợp
• Cache L3: L3 cache là bộ nhớ cache đặc biệt được CPU sử dụng & được tích hợp trên mainboard. Nó làm việc cùng với bộ nhớ cache L1 & L2 để tăng hiệu năng bằng cách chống lại hiện tượng nút cổ chai xảy ra trong quá trình thực thi các câu lệnh & tải dữ liệu. L3 cache cung cấp thông tin cho L2 cache sau đó chuyển thông tin cho L1. Thông thường L3 cache có tốc độ truy xuất thấp hơn so với L2 cache & tất nhiên thấp hơn nhiều so với L1 nhưng nó vẫn nhanh hơn tốc độ truy xuất vào RAM

CPU chuyển dữ liệu nhanh như thế nào?

• Như với bất kỳ thiết bị nào sử dụng tín hiệu điện, dữ liệu di chuyển với tốc độ xấp xỉ tốc độ của ánh sáng, tại 299.792,458 m/s. Tốc độ di chuyển của dữ liệu phụ thuộc vào môi trường (loại kim loại trong dây). Hầu hết các tín hiệu điện đều di chuyển với tốc độ bằng 75 đến 90% tốc độ ánh sáng.

GPU có thể được sử dụng thay cho CPU không?

GeForce 6800 Ultra 512MB

Không. Mặc dù GPU có thể xử lý dữ liệu và thực hiện nhiều thao tác giống như CPU, nhưng nó thiếu khả năng thực hiện nhiều chức năng theo yêu cầu của các hệ điều hành và phần mềm thông thường .

Các hãng sản xuất CPU tốt nhất thế giới

Hiện tại có 2 nhà sản xuất CPU lớn nhất toàn cầu đó chính là AMD và INTEL kể từ giữa năm 2017 sự trở lại mạnh mẽ của AMD đã giúp người dùng luôn có những sự chọn lựa rất ổn định và đảm bảo. Sự cạnh tranh đến từ 2 thương hiệu lớn nhất này đem đến cho người dùng nhiều sự chọn lựa hơn nữa.

Hướng dẫn nhận biết các dòng CPU Intel

• Hiện tại thì dòng Intel Core i đã ra mắt tới 8 thế hệ với nhiều tên gọi và phiên bản khác nhau. Nhưng chung quy bạn chỉ cần nắm bắt quy tắc đặt tên sau là hoàn toàn có thể phân biệt và dễ dàng lựa chọn được loại CPU phù hợp với nhu cầu sử dụng của bản thân.
• Công thức gọi tên như sau: Tên vi xử lý: Thương hiệu + Từ bổ nghĩa thương hiệu + Số chỉ báo thế hệ + Ba chữ số SKU + Hậu tố đặc biệt.

• Ký hiệu hậu tố đặc biệt (tiền tố chữ cái và tiền tố sản phẩm) trên tên vi xử lý giúp bạn phân loại và nắm rõ đặc tính của vi xử lý đó, cụ thể chúng ta sẽ thường gặp những cái tên dưới đây.

• CPU dòng U tiết kiệm điện có xung nhịp thấp thời gian sử dụng laptop mà không cần xạc sẽ được lâu hơn. Thường phù hợp với các ứng dụng phần mềm văn phòng như là Microsoft Office, lướt web, nghe nhạc xem phim, đồ họa nhẹ… yêu cầu hiệu năng xử lý thấp
• CPU dòng Q & X có hiệu năng xử lý cao đồng thời sẽ tiêu hao nhiều điện năng hơn dẫn đến máy nhanh hết pin hơn (cùng đời sẽ có giá cao hơn dòng U). Chạy tốt tất cả ứng dụng phần mềm mà dòng U xử lý được nhưng chỉ nên chọn CPU dòng Q & X khi cần xử lý các tác vụ nặng như là render dựng phim, đồ họa chuyên nghiệp, thiết kế kiến trúc xây dựng, đồ họa 3D (yêu cầu card đồ họa 3D chuyên dụng như là Nvidia Quadro), chơi game chuyên nghiệp với cấu hình cao (yêu cầu thêm card đồ họa chuyên dụng Nvidia Geforce)
• Ví dụ CPU Intel Core i7-3920XM có nghĩa là CPU Intel Core i7 thế hệ 3 (sản xuất năm 2013) sử dụng lõi XM cho hiệu suất cao nhất

Khác biệt giữa Core i3, i5, i7 và i9

Dựa vào bảng thống kê nhanh dưới đây, bạn sẽ biết được các thông số cần thiết khi lựa chọn Core i3, i5, i7 hay i9

Với các thông số trên, các bạn có thể hiểu đơn giản như sau:

• Số nhân: Chính là số lượng vi xử lý, càng nhiều nhân thì máy chạy càng nhanh và càng mạnh mẽ.
• Số luồng: Số lượng đường truyền tới vi xử lý và ngược lại, càng nhiều đường thì dữ liệu càng được luân chuyển nhanh hơn khiến tốc độ xử lý tăng lên nhanh hơn.
• Xung nhịp: Chính là tốc độ xử lý của CPU, số càng lớn tức là CPU càng mạnh đồng thời lượng nhiệt năng tỏa ra cũng càng lớn.
• Turbo Boost: Công nghệ ép xung tự động phù hợp với nhu cầu sử dụng của người dùng. (Ví dụ: Khi bạn chỉ lướt web thì CPU hoạt động ở xung nhịp thấp để tiết kiệm điện năng, khi bạn chơi game thì xung nhịp sẽ nâng lên cao để phù hợp với trò chơi để xử lý các tác vụ đồ họa nặng)
• Hyper-Theading: Công nghệ siêu phân luồng cung cấp 2 luồng cho mỗi nhân giúp tăng gấp đôi khả năng xử lý dữ liệu. (VD: Nhờ siêu phân luồng mà thời gian Render các phần mềm kỹ xảo, đồ họa giảm xuống một cách đáng kể)
• Cache: Là bộ nhớ đệm giữa CPU và RAM, bộ nhớ Cache càng lớn thì càng lưu được nhiều dữ liệu, giúp giảm bớt thời gian phải lấy dữ liệu từ RAM của CPU, từ đó giúp tăng tốc độ xử lý nhanh hơn.

Nên mua laptop CPU Intel Core i3, i5, i7, i9 & Xeon?

Từ các thông số ở phía trên cũng như mức giá tiền và nhu cầu sử dụng, bạn có thể lựa chọn cho mình những chiếc laptop sử dụng CPU Core i3, i5, i7 hay i9 phù hợp cho bản thân.

CPU Intel Core i3

• CPU này thường được sử dụng cho các laptop có nhu cầu cơ bản, như làm văn phòng, đọc báo, lướt Facebook, xem phim,… nhẹ nhàng.
• Hầu hết chúng ta sẽ thấy các dòng laptop Core i3 đều là dòng U tiết kiệm điện, giúp kéo dài thời lượng sử dụng và đồng thời, giá thành của những chiếc laptop chạy Core i3 cũng thuộc hàng rẻ nhất.

CPU Intel Core i5

• Dành cho các dòng laptop tầm trung và tất nhiên là khả năng xử lý mạnh mẽ hơn so với i3. Nếu bạn làm những công việc văn phòng không xử lý nhiều tác vụ cùng lúc hay những file word excel pdf nhẹ thì chọn i3 để tiết kiệm, nếu bạn muốn máy nhanh hơn và xử lý được nhiều tác vụ hơn thì nên chọn CPU i5.
• Nếu bạn là người có nhu cầu sử dụng bình thường thì hãy chọn sang dòng U, còn nếu như bạn có nhu cầu xử lý đồ họa, chơi game thì nên chuyển sang dòng H hay HQ.
• Chấp nhận một mức giá cao hơn một chút thì trải nghiệm sử dụng của bạn sẽ tăng lên thêm nhiều hơn.

CPU Intel Core i7

• Đây là dòng CPU cao cấp, thường được sử dụng cho laptop doanh nhân, ultrabook hay các laptop chơi game cấu hình khủng.
• Thường thì dòng doanh nhân làm những công việc văn phòng sẽ sử dụng CPU dòng U để kéo dài thời lượng sử dụng Pin lâu hơn mà không cần xạc
• Còn đối với những ai làm những công việc cần hiệu năng xử lý mạnh như là render dựng phim, đồ họa chuyên nghiệp, thiết kế kiến trúc xây dựng, đồ họa 3D, chơi game cấu hình cao… thì nên chọn dòng H hay HQ để nâng cao tối đa hiệu suất.
• Tuy nhiên giá thành cho những chiếc laptop sử dụng Core i7 dòng H & HQ cũng không rẻ chút nào, thường thì khoảng giá 20 triệu trở lên.

CPU Intel Core i9

• Với mức giá cao nhất trong tất cả, đây là dòng CPU siêu cấp sử dụng cho các laptop chơi game hay đồ họa khủng. Dòng chip sử dụng trên laptop hiện nay mang mã đuôi HK tức là vừa có hiệu suất đồ họa cao mà lại có thể ép xung lên tốc độ cao hơn.
• Với người sử dụng thông thường như chúng ta và không dư giả về mặt tài chính sẽ không bao giờ lựa chọn i9 để sử dụng. Nhưng nếu bạn có điều kiện và muốn nâng cao trải nghiệm và tiết kiệm thời gian khi render dựng phim kỹ xảo điện ảnh, Render 3D thì bạn hoàn toàn có thể chọn CPU Intel Core i9.

CPU Xeon

• Ngoài các dòng CPU Intel Core i thì Intel còn có dòng CPU Xeon dành cho máy tính cần hiệu năng và độ ổn định cao như là server hay workstation, hiện nay cũng được trang bị trên các dòng laptop Workstation cao cấp và thường có giá cao hơn các laptop dòng CPU Intel Core i

Kết luận

• Nếu bạn là người dùng văn phòng bình thường thì Core i3 là ứng viên sáng giá và thích hợp nhất giúp bạn tiết kiệm tiền. Vì nếu nâng cấp lên Core i5 hay i7 mà để xử lý văn bản, duyệt web cũng không giúp nhanh hơn bao nhiêu.
• Bạn cần một Laptop với CPU đủ khỏe để xử lý các tác vụ liên quan đến đồ họa, video, hình ảnh ở mức trên trung bình, Core i5 với công nghệ Turbo Boost đủ sức gánh vác mọi việc liên quan. Và nếu nhu cầu cao hơn nữa thì không ai tốt hơn Core i7 với 4 nhân, 8 luồng hoặc cao hơn nữa là 6 nhân 12 luồng với CPU Intel thế hệ 8 dòng Q cùng công nghệ siêu phân luồng và Turbo Boost.

Đó là những kiến thức cần biết để chọn mua chiếc laptop có CPU phù hợp nhu cầu của mình. Nếu có thắc mắc hay chia sẻ gì, hãy bình luận ô bên dưới bài nhé, Chúc bạn chọn được đúng chiếc laptop phù hợp với mình nhất.