Công nghệ máy tính phát triển, mang lại tính ứng dụng cao trong công việc và đời sống. Các thiết bị vận hành tự động, theo chương trình lập trình sẵn nhờ bộ xử lý thông minh. Thuật ngữ CPU được nhắc đến khá nhiều trong thiết bị máy tính, ứng dụng tự động hóa.
Vậy, CPU là gì? Hiện nay, CPU được phân loại như thế nào? Nguyên lý hoạt động của bộ xử lý trung tâm ra sao? Bài viết dưới đây của Batiea sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về bộ xử lý CPU quan trọng trong các thiết bị máy tính.
Bộ xử lý trung tâm CPU là gì?
CPU là viết tắt của cụm từ Central Processing Unit có nghĩa là bộ xử lý trung tâm, được coi là bộ não của các thiết bị, máy tính. Nhiệm vụ của bộ xử lý trung tâm là xử lý các thông tin, dữ liệu đầu vào, chương trình, đưa ra lệnh truyền đến các thiết bị ngoại vi liên kết.
CPU được coi là bộ não của máy tính, đảm nhiệm vai trò điều khiển hệ thống, chương trình giúp thiết bị hoạt động.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ xử lý trung tâm CPU
CPU có mặt trong tất cả các thiết bị máy tính, mang đến hiệu suất làm việc cao cho thiết bị. Cùng tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ xử lý trung tâm như thế nào?
Cấu tạo của bộ xử lý trung tâm CPU máy tính
Bộ xử lý trung tâm có kích thước nhỏ gọn, nhưng cấu tạo khá đơn giản với 3 bộ phận chính như sau:
- Bộ điều khiển (control unit): Nhiệm vụ xử lý thông tin đầu vào, dịch các chương trình, điều tiết hoạt động. Các hoạt động được điều tiết chính xác bởi xung nhịp đồng hồ của hệ thống. Cụ thể, các yêu cầu thao tác từ người dùng sẽ được dịch sang ngôn ngữ máy tính và trả lại tín hiệu tương ứng.
- Khối tính toán ALU (Arithmetic Logic Unit): Nhiệm vụ thực hiện các lệnh và tín hiệu xử lý. Các con số sẽ được tính toán kỹ lưỡng, xử lý logic để đưa ra kết quả cho quá trình kế tiếp.
- Các thanh ghi (Registers): Nhiệm vụ ghi mã lệnh trước và kết quả sau xử lý.
Ngoài ra, CPU còn một số bộ phận khác phụ trợ quá trình tiếp nhận, xử lý thông tin và truyền lệnh như: Bộ nhớ, phần điều khiển.
Nguyên lý hoạt động của bộ xử lý trung tâm CPU
Vậy nguyên lý hoạt động của bộ xử lý diễn ra như thế nào? Có thể hiểu, hoạt động của CPU là quá trình thực hiện các chuỗi lệnh, với các mã lệnh chờ được lưu trữ trong ROM, RAM, Flash.
Về cơ bản, bộ xử lý trung tâm sẽ hoạt động theo các bước sau: Thu thập thông tin, giải mã dữ liệu, thực hiện lệnh hoạt động. Đây được gọi là chu kỳ lệnh của CPU.
Với các bộ xử lý đơn giản, sau khi thực hiện 1 lệnh, thanh ghi con trỏ sẽ tăng lên 1 đơn vị, và tiếp tục thực hiện lệnh tiếp theo. Trong khi, với CPU phức tạp cao cấp hơn có thể giải mã và thực hiện các lệnh đồng thời, mà không cần chờ đợi lần lượt. Đây gọi là tốc độ xử lý của CPU, quyết định tốc độ thực hiện lệnh nhanh hay chậm.
Tốc độ xử lý CPU sẽ phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Số nhân xử lý, càng nhiều nhân càng mạnh.
- Công nghệ sản xuất chip, càng nhỏ càng tiết kiệm và hiệu năng càng cao hơn.
- Các công nghệ làm tăng tốc độ xử lý của CPU như: Siêu phân buồng, turbo boost, pipeline…
- Bộ nhớ đệm, đồ họa tích hợp, TDP - công suất thoát nhiệt.
Phân loại bộ xử lý trung tâm CPU phổ biến hiện nay
Hiện nay, công nghệ nghệ sản xuất CPU ngày càng phát triển, mang đến nhiều loại với tốc độ xử lý nhanh, hiệu suất hoạt động cao hơn. Dựa trên kiến trúc sản xuất CPU để phân loại chúng. Có thể phân loại bộ xử lý trung tâm thành các nhóm sau đây:
Bộ xử lý trung tâm AMD
Bộ xử lý trung tâm AMD được sản xuất bởi công ty Advanced Micro Devices (Mỹ). Ứng dụng của CPU AMD trong các thiết bị máy tính, có tính cạnh tranh cao với dòng Intel, nhưng cấu tạo không có cùng bo mạch chủ.
Các dòng CPU AMD phổ biến như: AMD Ryzen 7 2700X, AMD Ryzen 7 3700X, AMD Ryzen threadripper… Tuy nhiên, hiệu năng và tốc độ xử lý của bộ xử lý trung tâm AMD bị đánh giá thấp hơn so với dòng Intel.
Bộ xử lý trung tâm Intel
Bộ xử lý trung tâm Intel là dòng CPU máy tính nổi tiếng và được sử dụng nhiều nhất hiện nay cho các thiết bị máy tính, điện thoại… Dòng CPU intel công nghệ Mỹ, được đánh giá cao về hiệu suất, tốc độ xử lý, bộ nhớ lớn, độ chính xác và cấu hình mạnh mẽ. Các dòng CPU của intel được tích hợp nhiều lõi chip, cho phép xử lý thông tin và thực hiện chu kỳ lệnh nhanh.
Một số dòng CPU intel nổi bật hiện nay: Intel Core X-series, core i9, core i7… Với khả năng tương thích nhiều thiết bị, tiêu thụ điện năng ít, và cấu hình mạnh.
CPU là bộ xử lý trung tâm đảm nhiệm vai trò đầu não, quan trọng trong các thiết bị máy tính, ứng dụng công nghệ. Bộ xử lý trung tâm ngày càng được nâng cấp, cải tiến về hiệu năng hoạt động, mang đến hiệu suất làm việc nổi bật hơn. Hy vọng những kiến thức trên đây của Batiea sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về bộ xử lý trung tâm CPU quan trọng.
