CPU là bộ phận không thể thiếu trong các thiết bị máy tính để bàn (PC) hay Laptop. Đây cũng là thông tin đầu tiên được đề cập trong bảng thông số sản phẩm. Vậy CPU là gì? Có ảnh hưởng thế nào đến máy tính và cơ chế hoạt động ra sao? Và loại CPU nào mạnh nhất hiện nay? Mời bạn theo dõi bài viết dưới đây của VinaHost để biết thêm thông tin chi tiết về CPU nhé.

1. CPU là gì?

CPU là từ viết tắt của Central Processing Unit (bộ xử lý trung tâm máy tính) hay còn được gọi với những tên như Central Processor, Microprocessor hay Processor. Đây là một bộ phận quan trọng bao gồm các mạch điện tử, đóng vai trò như bộ não của máy tính.

CPU máy tính có nhiệm vụ xử lý các dữ kiện đầu vào, tính toán kỹ lưỡng mọi thao tác và thực hiện các lệnh nhận được từ phần mềm hay phần cứng của máy.

cpu la gi — CPU đóng vai trò như bộ não của máy tính.

2. Cấu trúc của bộ xử lý CPU

Khi quan sát, bạn sẽ thấy CPU là một bảng mạch nhỏ với hàng triệu bóng dẫn được lắp đặt trên đó. Cấu trúc của CPU bao gồm 5 thành phần cơ bản như sau.

2.1. Khối điều khiển (CU – Control Unit)

Vậy khối điều khiển của CPU là gì? Khối điều khiển là thành phần quan trọng của CPU, được cấu tạo từ các mạch logic so sánh và các linh kiện bán dẫn, ví dụ như transistor. Đây là bộ phận có chức năng thông dịch các lệnh của chương trình và điều khiển hoạt động xử lý.

Theo đó, các thao tác lệnh của người dùng sẽ được chuyển thành ngôn ngữ máy tính để được xử lý. Quá trình này được thực hiện một cách chính xác nhờ xung nhịp đồng hồ hệ thống.

2.2. Khối tính toán ALU (Arithmetic Logic Unit)

Chức năng chính của bộ phận này là xử lý các lệnh của đơn vị điều khiển. Khối tính toán ALU sẽ thực hiện các phép toán số học và logic. Sau đó, kết quả sẽ được lưu tại các thanh ghi hoặc bộ nhớ để bắt đầu cho quá trình xử lý kế tiếp.

2.3. Thanh ghi (Registers)

Đây là bộ phận có dung lượng nhỏ nhưng tốc độ truy cập rất cao, điểm này tương tự với RAM máy tính. Thanh ghi có chức năng ghi mã lệnh trước khi xử lý và lưu trữ tạm thời kết quả từ bộ ALU. Những dữ liệu được lưu trữ thường là kết quả tính, toán hạng, địa chỉ các ô nhớ hay thông tin điều khiển.

Có nhiều thanh ghi khác nhau nằm ngay trong CPU và mỗi thanh ghi có một chức năng cụ thể. Trong đó, thanh ghi quan trọng nhất là bộ đếm chương trình (Program Counter – PC) giúp chỉ ra được lệnh nào cần được xử lý tiếp theo.

Xem thêm: RAM là gì? | Sự khác nhau giữa RAM điện thoại & Laptop

2.4. Opcode

Opcode là bộ phận có nhiệm vụ ghi lại mã máy của CPU, giúp các lệnh trong file thực thi được tiến hành.

2.5. Phần điều khiển

Phần điều khiển của CPU là gì? Bộ phận này sẽ điều khiến các khối và tần số xung nhịp. Mạch xung nhịp hệ thống có tác dụng đồng bộ mọi thao tác xử lý trong và ngoài CPU với các khoảng thời gian không đổi. Tốc độ xung nhịp tính bằng triệu đơn vị mỗi giây (MHz), chu kỳ xung nhịp là khoảng thời gian chờ giữa hai xung.

cau truc cpu la gi — Cấu trúc của CPU bao gồm 5 thành phần cơ bản

Vì CPU được chế tạo bằng vật liệu bán dẫn nên sẽ phát sinh lượng nhiệt lớn trong quá trình sử dụng. Lượng nhiệt này có thể gây nóng máy tính và gây cháy nổ nếu thiết bị phải hoạt động liên tục. Một giải pháp khắc phục phổ biến trong trường hợp này là sử dụng keo tản nhiệt để làm mát CPU. Ngoài ra, còn có giải pháp khác là đầu tư hệ thống làm mát máy tính như tản nhiệt và tản nhiệt khí.

Xem thêm: Hosting là gì? Tổng hợp kiến thức cần biết [A-Z] khi mua Web Hosting

3. Phân loại các CPU được sử dụng phổ biến hiện nay

Sau khi đã tìm hiểu CPU là gì? thì bạn cần biết thêm về các loại CPU đang được sử dụng nhiều hiện nay. Trên thị trường có 2 hãng sản xuất CPU nổi tiếng là AMD và Intel.

3.1. CPU Intel

Một số loại CPU Intel phổ biến có thể kể đến như Intel Core i3, i5, i7, i9 và Intel Xeon. Đặc biệt, thị trường ưa chuộng những loại CPU Intel sau đây: CPU Intel Core i5 9400F, CPU Intel Core i7 8700k, CPU Intel Core i9 9900k. Mỗi dòng CPU mới sẽ được chế tạo bằng công nghệ hiện đại hơn, tích hợp nhiều tính năng hơn giúp tối ưu tốc độ xử lý và truyền tải dữ liệu của máy.

3.2. CPU AMD

AMD có một số dòng CPU được đông đảo khách hàng lựa chọn, ví dụ như: CPU AMD Ryzen threadripper, CPU AMD Ryzen 7 và CPU AMD Ryzen 5. Điểm nổi bật của CPU AMD là khả năng ép xung tốt hơn nhiều trên các thiết bị Laptop.

4. Tốc độ xử lý của CPU như thế nào?

Tốc độ CPU thật ra là tốc độ xung nhịp CPU. Thông số này được đo bằng đơn vị Gigahertz hay GHz, phản ánh số chu kỳ xử lý mỗi giây mà CPU có thể thực hiện được.

Tốc độ xung nhịp càng cao thì tốc độ CPU càng nhanh. So sánh giữa các CPU cùng loại thì CPU có xung nhịp cao hơn đồng nghĩa với tốc độ xử lý nhanh hơn và khả năng làm việc tốt hơn.

Những yếu tố sau đây sẽ quyết định tốc độ CPU:

Số nhân xử lý càng nhiều thì CPU càng mạnh, ví dụ 2, 4, 10, 22 nhân,…
Công nghệ sản xuất càng nhỏ thì hiệu năng sẽ càng cao và tiết kiệm điện, có các kích thước như 32nm, 22nm, 14nm,…
Công nghệ hiện đại làm tăng tốc độ xử lý của CPU, ví dụ như turbo boost, pipeline,…
Bộ nhớ đệm lưu các lệnh và dữ liệu thường xuyên được sử dụng, giúp giảm bớt thời gian chờ đợi của CPU.
Công suất thoát nhiệt (TDP) càng thấp càng tốt. Con số này phản ánh mức tiêu thụ điện của con chip.
Đồ họa tích hợp.

Tốc độ CPU chỉ ảnh hưởng một phần đến tốc độ xử lý của máy tính vì tốc độ máy tính còn phụ thuộc vào RAM, bo mạch hay bộ nhớ trong.

toc do cpu la gi — Tốc độ xung nhịp càng cao thì tốc độ CPU càng nhanh.

5. Thiết kế và hình dạng của bộ xử lý CPU như thế nào?

Bộ xử lý CPU hay còn được gọi là Chip CPU có dạng hình vuông hoặc chữ nhật. Trên đó có một góc chữ để đặt chip đúng vào CPU socket. Mỗi socket sẽ tương thích với loại CPU nhất định và có pin layout khác nhau.

Trên thị trường hiện nay, hầu hết các loại CPU đều có cấu tạo tương tự nhau.

hinh dang cpu la gi — Hình dạng CPU phổ biến

6. FSB (Front Side Bus)

Thêm một khái niệm mới nữa mà bạn sẽ gặp khi tìm hiểu CPU là gì, đó chính là FSB. Đây là từ viết tắt của Front Side Bus, thể hiện tốc độ dữ liệu chạy ra, vào CPU.

Tốc độ Bus của CPU trong hệ thống bằng với tốc độ Bus của Chipset bắc. Tuy nhiên, tốc độ Bus của CPU là duy nhất còn Chipset bắc sẽ hỗ trợ được từ 2 đến 3 tốc độ FSB. Vì thế, càng có nhiều tốc độ FSB được Chipset bắc hỗ trợ thì CPU xử lý dữ liệu càng nhanh. Ví dụ, với dòng chip Pen2 và Pen3 thì FSB có các tốc độ 66MHz đến 133MHz, chip Pen4 thì FSB có tốc độ là 400MHz cho đến 1600MHz.

7. Bộ nhớ đệm Cache

Vậy Cache của CPU là gì? Cache là bộ nhớ đệm CPU hay vùng nhớ CPU. Đây là nơi lưu trữ các phần của chương trình và những dữ liệu được sử dụng thường xuyên. Khi cần xử lý lệnh thì CPU sẽ tìm trên Cache trước rồi mới tìm trên bộ nhớ chính. Do đó, bộ nhớ đệm của CPU càng lớn thì càng chứa được nhiều lệnh, giúp tăng tốc xử lý cho CPU nhờ rút ngắn thời gian chờ.

Cache được phân loại như sau:

Cache L1: Dữ liệu truyền đến và đi từ cache này sẽ nhanh hơn là chạy qua Bus hệ thống. CPU sẽ tìm thông tin cần thiết ở cache này trước, giúp tăng tốc độ hoạt động của CPU.
Cache L2: Cache thứ cấp. Nếu CPU không tìm thấy thông tin cần thiết ở Cache L1 thì sẽ tìm tiếp ở Cache L2.
Cache L3: Đây là bộ nhớ đệm được tích hợp trên mainboard, kết hợp với Cache L1 và Cache L2 để tăng hiệu suất hoạt động của CPU. Cache L3 sẽ cung cấp thông tin cho Cache L2 và chuyển cho L1.

8. Cách thức hoạt động của bộ xử lý CPU

Để đảm nhận được vai trò quan trọng như vậy thì cách thức hoạt động của CPU là gì? Dù trải qua rất nhiều cải tiến nhưng nhìn chung, quá trình hoạt động của CPU đều có 3 bước như sau.

8.1. Tìm nạp lệnh

Quá trình này liên quan đến việc nhận lệnh. Lệnh là một chuỗi các số được chuyển từ RAM đến CPU. Mỗi lệnh là một phần nhỏ của thao tác và bộ đếm chương trình sẽ lưu giữ địa chỉ lệnh hiện tại. Bộ đếm chương trình sẽ chuyển các lệnh vào thanh ghi lệnh. Khi độ dài của địa chỉ lệnh tăng lên sẽ tham chiếu đến địa chỉ của lệnh tiếp theo. Do đó, nhờ vào bộ đếm chương trình mà CPU biết được lệnh nào sẽ cần xử lý tiếp theo.

8.2. Giải mã lệnh

Sau khi lệnh được tìm nạp và lưu trữ trong thanh ghi lệnh, CPU sẽ truyền lệnh đến bộ mạch có chức năng giải mã. Tại đây, lệnh sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu và gửi đến các phần khác của CPU để được xử lý.

8.3. Thực thi lệnh

Sau khi tín hiệu được gửi đến các bộ phận liên quan của CPU thì kết quả sau khi xử lý sẽ được ghi vào thanh ghi. Từ đây, chúng sẽ được tham chiếu bằng các lệnh sau đó. Quá trình này tương tự như chức năng ghi bộ nhớ trên máy tính.

9. Tốc độ chuyển dữ liệu của CPU như thế nào?

Dữ liệu sẽ được truyền đi với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng 299.792,458 m/s, tương tư với các thiết bị sử dụng tín hiệu điện. Tốc độ này còn phụ thuộc vào loại kim loại trong dây dẫn, tuy nhiên, phần lớn sẽ di chuyển với tốc độ bằng 75 – 90% tốc độ ánh sáng.

Xem thêm: [Tổng Hợp] 20 Phần Mềm Quản Lý Hosting Đơn Giản Và Hiệu Quả 2023

10. Tổng kết

Nhìn chung, CPU có thể được xem là bộ não của máy tính. Tại đây, mọi thông tin và dữ liệu sẽ được tính toán hay xử lý. Sau đó, lệnh sẽ được truyền đi để điều khiển các hoạt động của máy tính hay Laptop nhằm đáp ứng yêu cầu của người dùng. Và tất cả quá trình sẽ được thực hiện trong một thời gian cực ngắn.

Hy vọng bài viết đã giúp bạn giải đáp thắc mắc CPU là gì cũng như tìm hiểu cách thức hoạt động của CPU. Có 2 loại CPU được dùng phổ biến nhất trên thị trường hiện nay là CPU Intel và CPU AMD. Để tìm hiểu thêm về các phần cứng máy tính khác, bạn có thể truy cập vào Blog của VinaHost TẠI ĐÂY. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào về dịch vụ, bạn có thể liên hệ ngay với chúng tôi qua: