CPU là gì trong máy tính? cấu tạo và chức năng của CPU
CPU [Central Processing Unit] còn được gọi chung là bộ xử lý, bộ xử lý trung tâm hoặc bộ vi xử lý, CPU [phát âm là sea-pea-you] là bộ phận xử lý trung tâm của máy tính. CPU của máy tính xử lý tất cả các lệnh mà nó nhận được từ phần cứng và phần mềm chạy trên máy vi tính.
CPU thường được ví như bộ não của máy tính. Tuy nhiên, sẽ thích hợp hơn nếu coi phần mềm là bộ não và CPU là một máy tính rất hiệu quả. Một CPU thực sự tốt với những con số, nhưng nếu không có phần mềm, nó sẽ không biết cách làm gì khác.
Tổng quan về CPU
Bộ xử lý được đặt và cố định vào một ổ CPU tương thích trên bo mạch chủ. Bộ vi xử lý tạo ra nhiệt, vì vậy chúng được bao phủ bởi một bộ tản nhiệt để giữ cho chúng mát và hoạt động trơn tru.
Chip CPU thường có hình vuông với một góc có khía để giúp đảm bảo nó được cắm đúng vào ổ cắm CPU. Ở dưới cùng của chip là hàng trăm chân kết nối tương ứng với các lỗ ổ cắm.
Intel và AMD cũng đã thử nghiệm với các bộ xử lý khe cắm. Chúng lớn hơn nhiều và trượt vào một khe trên bo mạch chủ. Ngoài ra, trong những năm qua, có một số loại ổ cắm trên bo mạch chủ. Mỗi ổ cắm chỉ hỗ trợ các loại bộ vi xử lý cụ thể và mỗi loại có cách bố trí chân cắm riêng.
Chức năng của CPU?
Chức năng chính của CPU là nhận đầu vào từ một thiết bị ngoại vi [bàn phím, chuột, máy in, v.v.] hoặc chương trình máy tính và diễn giải những gì nó cần. Sau đó, CPU xuất thông tin tới màn hình của bạn hoặc thực hiện tác vụ được yêu cầu của thiết bị ngoại vi.
Cấu tạo của CPU
CPU được tạo thành từ hàng triệu bóng bán dẫn [Transistor], chúng được sắp xếp và gắn kết với nhau trên một bảng mạch nhỏ.
CPU bao gồm 3 thành phần chính: Bộ điều khiển – Control Unit, Bộ số học,logic – Arithmetic Logic Unit và các thanh ghi – Registers.
Bộ điều khiển [ Control Unit ]
CU có nhiệm vụ thông dịch các lệnh của một chương
trình máy tính, Ngoài ra chúng còn có nhiệm vụ điều khiển hoạt động xử lý, được điều tiết 1 cách chính xác bởi các xung nhịp đồng hồ hệ thống.
Khoảng thời gian chờ giữa hai xung nhịp được gọi là chu kỳ xung nhịp. Tốc độ đồng hồ tính bằng triệu đơn vị mỗi giây-Mhz.
Bộ số học, logic, tính toán [LU-Arithmetic Logic Unit]
LU có chức năng để tính toán các phép toán số học [cộng, trừ, nhân, chia] và logic [so sánh, lớn hơn ,nhỏ hơn] . Sau khi tinh toán xong nó sẽ đưa ra kết quả cho các thanh ghi hoặc bộ nhớ và chờ cho quá trình xử lý tiếp theo.
Thanh ghi [Registers]
Chính là bộ nhớ có dung lượng nhỏ nhưng tốc độ truy cập cực cao, nó nằm ngay trong 1 chiếc CPU. Nhiệm vụ của thanh ghi là để lưu trữ tạm thời các toán hạng, kết quả tính toán của bộ tính toán.
Trong lịch sử của bộ xử lý máy tính, tốc độ [ tốc độ đồng hồ ] và khả năng của bộ xử lý đã được cải thiện đáng kể. Ví dụ, bộ vi xử lý đầu tiên là Intel 4004 được phát hành vào 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.
Những hãng CPU trên thị trường
Trên thị trường hiện nay thì AMD và Intel là 2 cái tên nổi đình nổi đám trong làng sản xuất chip. Mỗi thương hiệu đều có những thế mạnh và điểm yếu riêng nhưng chất lượng CPU của họ không bao giờ phải bàn cãi. 2 ông lớn này liên tục cạnh tranh nhau trên thị trường bằng các sản phẩm ngày một tân tiến hơn, tuy nhiên người được hưởng lợi cuối cùng vẫn sẽ là người tiêu dùng.
Hãng Intel
Intel là hãng sản xuất CPU lớn nhất thế giới khi mà gần như độc quyền sản xuất CPU cho PC và laptop. Intel được thành lập từ năm 1971 và hiện đang có gần 50 năm kinh nghiệm trong ngành. Các con chip được sản xuất bởi Intel đang càng ngày càng trở nên mạnh mẽ và đáng dùng hơn khi họ liên tục áp dụng những công nghệ hiện đại nhất vào sản phẩm của mình.
Trên thị thường máy tính ngày nay, có 3 thế hệ CPU từ trước tới nay của Intel là Intel Pentium, Intel Celeron và intel Core i. Trong đó thì Core i là được sử dụng rộng rãi nhất.
Hãng AMD
AMD [Advanced Micro Devices] là một công ty bán dẫn đa quốc gia lớn thứ 2 thế giới chỉ đứng sau Intel trong thị trường sản xuất vi xử lý [chip xử lý]. Tuy nhiên thời gian qua họ đang cho đối thủ Intel cảm thấy “nóng lưng” bởi các sản phẩm ngày một chất lượng và đa dạng.
AMD có các vi xử lý AMD Ryzen 3, AMD Ryzen 5, AMD Ryzen 7, AMD Ryzen 9. Đây là các sản phẩm để cạnh tranh trực tiếp với Intel Core i3, Core i5, Core i7, Core i9 của Intel.
Những thông số cần biết về CPU
Số nhân/lõi [Cores]
Mỗi nhân của CPU chính là một CPU vật lý riêng biệt với các nhân khác. Ví dụ 2 nhân, 4 nhân hay 8 nhân thì tương tự có 2 – 4 – 8 CPU vật lý riêng biệt. 1 CPU đơn nhân thì chỉ chạy tốt trên 1 chương trình duy nhất.
Với nhu cầu sử dụng đa dạng như hiện nay thì con người phải sử dụng rất nhiều phần mềm và các tác vụ chạy ngầm
nên số nhân của CPU cũng được các hãng sản xuất liên tục nâng cấp. Trên thị trường hiện nay đã xuất hiện những chiếc CPU có tới 16 hay thậm chí 32 nhân.
Số luồng [Threads]
Cho ta biết có bao nhiêu đường [luồng] đưa dữ liệu cho CPU xử lý. Nếu càng có nhiều luồng thì dữ liệu sẽ được lưu thông dễ dàng và CPU sẽ xử lý nhanh hơn. Hiểu đơn giản, số luồng của CPU như là hệ thống giao thông. Nhiều luồng nghĩa là đường xá nhiều, lượng thông tin, dữ liệu như những phương tiện giao thông có thể di chuyển nhanh và hiệu quả.
FSB – [Front Side Bus]
Là tốc độ truyền tải dữ liệu ra vào CPU hay còn được hiểu là tốc độ dữ liệu chạy qua chân của CPU. Ví dụ ở dòng chip Pen 2 và Pen 3 thì FSB có các tốc độ 66MHz, 100MHz và 133MHz, Ở dòng chip cao cấp hơn là Pen4 FSB có các tốc độ là 400MHz, 533MHz, thậm chí lên tới 1333MHz và 1600MHz
Khe cắm [Socket]
Đây là nơi cung cấp các kết giữa bộ xử lý và bo mạch chủ. Thông số này xác định loại khe cắm của CPU và cho biết sự phù hợp giữa vi xử lý và mainboard. Khi chọn một CPU, người dùng cần đảm bảo các loại CPU socket và bo mạch chủ phải tương thích với nhau.
Với hai thương hiệu lớn là Intel và AMD, chúng ta có 4 loại Socket CPU phổ biến nhất là LGA, PGA, ZIF và BGA. Mỗi loại sẽ có kích thước, thiết kế và độ tương thích với CPU riêng tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng của mỗi người.
Bộ nhớ đệm [Cache]
Đây là vùng bộ nhớ nhanh nằm trên bộ xử lý, là nơi lưu trữ các dữ liệu và lệnh chờ để phần cứng máy tính xử lý. Bộ nhớ đệm [Cache] giúp gia tăng tốc độ xử lý của CPU.
Bộ nhớ đệm được chia ra thành Cache L1, L2 và L3 tùy vào dòng CPU cao cấp hay trung cấp.
- Cache L1: Integrated cache [cache tích hợp]: 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.
Cache L1 là cache chính của CPU. CPU trước hết tìm thông tin cần thiết ở cache này. - Cache L2: Cache thứ cấp: [ có ở CPU tầm trung – khá]: Thông tin tiếp tục được tìm trên cache L2 nếu không tìm thấy trên cache L1. Cache L2 có tốc độ cao hơn tốc độ của các chip nhớ [memory chip]
- Cache L3: Chỉ có ở những CPU cao cấp . L3 cache là bộ nhớ cache đặc biệt được CPU sử dụng & được tích hợp trên mainboard. L3 cache cung cấp thông tin cho L2 cache sau đó chuyển thông tin cho L1. L3 có tốc độ kém hơn L1, L2 nhưng nó vẫn nhanh hơn tốc độ truy xuất vào RAM.
Xung cơ bản [Base Clock]
Có đơn vị là GHz, xung cơ bản của CPU cho biết số phép tính mà bộ vi xử lý trung tâm có thể tính toán được trong 1 giây, 1 GHz tương ứng với 1 tỷ phép tính mỗi giây.
Cách xác định loại và tốc độ của CPU?
Có nhiều cách để xác định nhà sản xuất và tốc độ của bộ xử lý máy tính. Các phần sau chứa chi tiết về các phương pháp khác nhau.
Trước khi làm theo bất kỳ bước nào dưới đây, điều quan trọng là phải biết rằng cài đặt của bộ xử lý có thể được điều chỉnh hoặc ép xung. Nói cách khác, cài đặt phần mềm có thể được thay đổi để hiển thị tốc độ cao hơn tốc độ gốc của bộ xử lý.
Người dùng hệ điều hành Windows
Nếu bạn đang chạy Microsoft Windows, bạn có thể xác định thương hiệu, kiểu máy hoặc loại bộ xử lý và tốc độ bằng cách nhấn phím Windows Key và phím Tạm dừng cùng một lúc. Làm như vậy sẽ mở ra một cửa sổ Hệ thống tương tự như một trong các ví dụ bên dưới.
Trong cửa sổ Thuộc tính hệ thống, nhà sản xuất bộ xử lý [ví dụ: Intel hoặc AMD ], kiểu máy của bộ xử lý [ví dụ: Core 2 ] và tốc độ [ví dụ: 1,86 GHz ] được hiển thị. Đối với các phiên bản Windows mới hơn, nó cũng hiển thị loại Hệ thống, như ” Hệ điều hành 64 bit, trên bộ xử lý dựa trên x64″ trong ví dụ Windows 8.
Máy tính Windows 8 có “CPU Intel [R] Core [TM] i7-2600 @ 3,40 GHz 3,40 GHz.” Intel là thương hiệu bộ vi xử lý, Core i7-2600 là kiểu bộ vi xử lý và tốc độ bộ xử lý là 3,40 GHz.
Người dùng hệ điều hành macOS
Nếu bạn đang chạy macOS, bạn có thể xác định loại bộ xử lý và tốc độ bằng cách làm theo các bước bên dưới.
Trong thanh menu ở đầu màn hình, nhấp vào biểu tượng Apple để mở menu
Apple.
Trong menu Apple, chọn About this Mac.
Cửa sổ thông tin hệ thống mở ra. Trong Tổng quan, bạn có thể thấy loại và tốc độ bộ xử lý của mình.
Lúc khởi động
Một số máy tính cũ hơn hiển thị loại và tốc độ của bộ xử lý máy tính khi máy tính khởi động. Ví dụ, khi máy tính khởi động, bạn có thể thấy văn bản hiển thị trên màn hình tương tự như sau.
Intel Pentium [TM] III 1000 MHz
Ví dụ trên cho biết máy tính có bộ xử lý Intel chạy ở tốc độ 1 GHz hoặc 1000 MHz.
Ghi chú
Thật không may, quá trình khởi động thường rất nhanh. Bạn có thể có ít hoặc không có thời gian để đọc tất cả thông tin trên màn hình trong một lần khởi động. Ngoài ra, nhiều nhà sản xuất bo mạch chủ và máy tính có màn hình hiển thị BIOS hiển thị logo của công ty hoặc bo mạch chủ khi máy tính khởi động thay thế. Tuy nhiên, bạn có thể nhấn phím Esc để hiển thị văn bản phía sau logo. Ngoài ra, bạn có thể nhấn phím Tạm dừng để tạm dừng quá trình khởi động, cho phép bạn đọc tất cả thông tin.
CMOS
Nếu máy tính không có tài liệu và không cho biết tốc độ bộ xử lý khi khởi động, hãy kiểm tra thiết lập CMOS để biết tốc độ bộ xử lý trong menu Cài đặt chính hoặc Nâng cao.
Phần mềm
Có nhiều tiện ích phần mềm được thiết kế để phát hiện bộ vi xử lý của máy tính và hiển thị thông số kỹ thuật của nó. Xem các công cụ của bên thứ ba trong liên kết bên dưới để biết danh sách các chương trình phổ biến nhất.
Câu hỏi thường gặp
Tốc độ CPU là gì?
Như với bất kỳ thiết bị nào sử dụng tín hiệu điện, dữ liệu truyền đi rất gần tốc độ ánh sáng, là 299.792.458 m / s. Tín hiệu có thể nhận được gần với tốc độ ánh sáng như thế nào phụ thuộc vào môi trường [kim loại trong dây] mà tín hiệu truyền qua. Hầu hết các tín hiệu điện truyền đi với tốc độ khoảng 75 đến 90% tốc độ ánh sáng.
Có thể sử dụng GPU thay cho CPU không?
Không. Mặc dù GPU có thể làm nhiều việc tương tự như CPU, nhưng chúng thiếu khả năng thực hiện các chức năng theo yêu cầu của một số hệ điều hành và phần mềm.
Máy tính có thể hoạt động mà không cần CPU không?
Không. Tất cả các máy tính đều yêu cầu một số loại CPU.
Lịch sử ra đời CPU năm nào?
CPU lần đầu tiên được phát triển tại Intel với sự giúp đỡ của Ted Hoff và những người khác vào đầu những năm 1970. Bộ vi xử lý đầu tiên được Intel phát hành là bộ xử lý 4004.
CPU được ví như cái gì của máy tính?
CPU được ví như bộ não của máy tính.
Nhiệm vụ chính của cpu trong máy tính là gì?
Nhiệm vụ chính của cpu trong máy tính là xử lý các chương trình vi tính, dữ liệu đầu vào của máy tính và xử lý tất cả các lệnh mà CPU nhận được từ phần cứng và phần mềm chạy trên laptop hay máy tính để bàn.
Nguồn: CPU là gì trong máy tính
Bài viết này có hữu ích với bạn không?
CóKhông