CPU là gì? Các loại CPU phổ biến nhất năm 2024

CPU là thuật ngữ chỉ một bộ phận đặc thù của máy tính. Tuy vậy, vẫn còn nhiều người chưa hiểu chính xác về CPU là gì? Dưới đây Mona Media sẽ chia sẻ cụ thể về khái niệm CPU và cấu tạo chính của bộ phận này nhé.

Tìm hiểu khái niệm CPU là gì?

CPU được viết tắt của từ Central Processing Unit, có nghĩa là bộ xử lý trung tâm. CPU được xem là một trong những thành phần không thể thiếu đối với máy tính và nó giống như bộ não máy tính. Ở đó, tất cả các thông tin, hành động, dữ liệu được tính toán và các lệnh được đưa ra nhằm điều khiển cho mọi hoạt động của máy tính để bàn và laptop. Đặc biệt, CPU còn có nhiệm vụ xử lý tất cả thông tin và thực hiện các câu lệnh trên máy tính thông qua các phép tính số học. Tóm lại, chức năng chính của CPU là tiếp nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi như chuột máy tính, bàn phím, máy in,… hay ở những chương trình máy tính rồi sau đó phân tích ra. Từ đó, xuất những thông tin đã được xuất ra ngoài màn hình chính cho người dùng sử dụng.

Cấu tạo của CPU gồm những gì?

Cấu tạo của CPU bao gồm nhiều thành phần. Cùng tìm hiểu trong phần dưới đây.

Khối điều khiển CU

Khối điều khiển CU là một thành phần của CPU chịu trách nhiệm dịch các lệnh chương trình và điều khiển chính xác bởi các xung nhịp của hệ thống. So với các linh kiện bán dẫn như transistor tạo thành thì khối điều khiển này là phần cốt lõi của bộ vi xử lý bao gồm các mạch logic.

Khối tính toán ALU

Khối tính toán trong CPU là một bộ phận được gọi là Arithmetic Logic Unit (ALU) có chức năng thực hiện giải các phép toán gồm có số học, so sánh, logic. Sau khi hoàn thành quá trình này, khối tính toán ALU sẽ đưa ra kết quả và trả về bộ nhớ hoặc thanh ghi.

Các thanh ghi

Đây là những bộ nhớ có dung lượng nhỏ nhưng lại sở hữu tốc độ xuất cực kỳ cao nằm trong CPU và được dùng để lưu trữ tạm thời các toán hạng, địa chỉ ô nhớ, kết quả tính toán hoặc thông tin điều khiển từ bộ xử lý ALU. Thanh ghi quan trọng nhất là bộ đếm chương trình, nó trỏ đến lệnh tiếp theo sẽ được thi hành.

Opcode

Opcode ở trong CPU là bộ phận lưu trữ mã máy của bộ xử lý trung tâm được thực hiện các lệnh trong tệp được cho phép.

Phần điều khiển

Phần điều khiển làm nhiệm vụ điều khiển các khối cũng như những tần số xung nhịp. Mạch xung nhịp hệ thống có chức năng đồng bộ hóa các hoạt động xử lý bên trong và bên ngoài của CPU dựa vào khoảng thời gian cố định không thay đổi. Khoảng thời gian giữa hai xung khác nhau gọi là chu kỳ xung nhịp. Trong đó, tốc độ mà xung nhịp hệ thống sử dụng để tạo ra các xung tín hiệu có thời gian chuẩn và được đo bằng hàng triệu đơn vị trong mỗi giây.

Tốc độ xử lý CPU như thế nào là nhanh?

Bên cạnh việc hiểu về cấu tạo của CPU  thì bạn nên nắm được tốc độ của bộ xử lý trung tâm. Tốc độ CPU được đo bằng đơn vị Gigahertz hay GHz biểu thị số chu kỳ xử lý mỗi giây mà CPU có thể thực hiện được. Tốc độ xung nhịp cao hơn đồng nghĩa với CPU nhanh hơn. Bên cạnh đó, tốc độ CPU còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

• Số nhân xử lý càng nhiều nhân càng mạnh (2, 4, 10, 22 nhân,…)
• Công nghệ sản xuất (14nm, 22nm, 32nm,…), thông số càng nhỏ càng tiết kiệm điện và hiệu năng cao hơn.
• Công nghệ hỗ trợ làm tăng tốc độ xử lý của CPU (pipeline, turbo boost, siêu phân luồng,…)
• Bộ nhớ đệm dùng để hỗ trợ lưu các lệnh/dữ liệu thường dùng hay có khả năng sẽ được dùng trong tương lai gần, giúp giảm bớt thời gian chờ đợi của bộ xử lý trung tâm.
• Đồ họa tích hợp giúp cải thiện tốc độ xung nhịp CPU.
• TDP – Công suất thoát điện lượng nhiệt chip xử lý tỏa ra mà hệ thống làm mát cần phải giải tỏa. TDP thường cho biết mức tiêu thụ điện của con chip, nếu con số này càng tối ưu sẽ mang lại hiệu quả cao.

Các loại CPU được sử dụng phổ biến nhất hiện nay

Trên thị trường hiện nay, bạn có thể tìm thấy được nhiều loại CPU khác nhau đến từ các thương hiệu toàn cầu. Thế nhưng, xét về tính phổ biến thì có lẽ Mona sẽ mang đến thông tin về hai loại CPU được dùng nhiều nhất hiện nay.

CPU Intel

Bộ xử lý trung tâm Intel đã nhận được nhiều sự ưu chuộng của người dùng với các sản phẩm ở nhiều phân khúc như: Intel Xeon, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Core i9. Trong đó, từng phân khúc đã được nêu trên, CPU còn phân ra các dòng khác nhau vào mỗi năm. Một số loại phổ biến như: Intel Core i5 9400F, Intel Core i9 9900k, Intel Core i7 8700k.

CPU AMD

Tương tự như CPU của Intel thì bộ xử lý trung tâm AMD cũng phân sản phẩm ra thành từng phân khúc khác biệt như: AMD Ryzen 5, AMD Ryzen 7 và AMD Ryzen threadripper. Đặc biệt, một số bộ xử lý trung tâm phổ biến với hiệu năng tối ưu của thương hiệu AMD như: AMD Ryzen 7 3700X, AMD Ryzen 7 2700 và AMD Ryzen 7 2700X.

Bộ xử lý trung tâm CPU làm việc như thế nào?

Đã có hàng loạt các cải tiến trong nhiều năm qua, kể từ khi các CPU đầu tiên xuất hiện. Mặc dù vậy, chức năng cơ bản của CPU vẫn gồm ba bước: Tìm nạp, giải mã và thực thi.

Tìm nạp

Cũng giống như người dùng mong đợi, quá trình tìm nạp liên quan đến việc nhận được một lệnh. Lệnh được biểu diễn dưới dạng một chuỗi các số và được di chuyển tới CPU từ RAM. Mỗi lệnh chỉ là một phần nhỏ của bất kỳ thao tác nào, nên CPU cần phải biết lệnh nào sẽ đến tiếp theo. Địa chỉ lệnh hiện tại được giữ bởi Program Counter – bộ đếm chương trình (PC). PC và các lệnh sau đó được đặt vào Instruction Register – thanh ghi lệnh (IR). Độ dài của PC sau đó cũng được tăng lên để tham chiếu đến địa chỉ của lệnh tiếp theo.

Giải mã

Khi một lệnh được tìm nạp và lưu trữ trong IR, bộ xử lý trung tâm sẽ truyền lệnh tới một mạch được gọi là bộ giải mã lệnh. Điều này giúp chuyển đổi lệnh thành các tín hiệu được chuyển qua các phần khác của CPU để thực hiện hành động.

Thực thi

Trong bước cuối cùng, các lệnh được giải mã, gửi đến những bộ phận liên quan của CPU để được thực hiện. Các kết quả thường được ghi vào một CPU register, là nơi chúng có thể được tham chiếu bằng các lệnh sau đó. Hãy tưởng tượng nó tương tự như chức năng của bộ nhớ trên máy tính. Mona đã giải đáp thông tin về CPU là gì cùng tổng hợp những khái niệm liên quan khác về bộ xử lý trung tâm. Hy vọng, bạn sẽ có sự nhìn nhận cụ thể hơn về bộ xử lý trung tâm CPU thông qua bài viết trên của chúng tôi nhé!