Những Yếu Tố Nào ảnh Hưởng đến Hiệu Suất Của CPU?


CPU, hay còn được biết tới với tên gọi chip xử lý trung tâm, là một trong số thành phần quan trọng nhất cấu thành lên một hệ thống máy tính. CPU được tính như là bộ não, giúp điều hành và xử lý gần như tất cả các tác vụ mà bạn thực hành trên máy tính. Cũng như các thành phần phần cứng khác, sức mạnh xử lý của CPU cũng sẽ được phân hóa theo giá bán và công nghệ được dùng trên nó, vậy đã khi nào bạn thắc mắc rằng có các nhân tố nào ảnh hưởng đến công suất của 1 CPU? Hay nếu muốn cải thiện sức mạnh của CPU thì nên làm ra sao chưa? Nếu có, tất cả thắc mắc của bạn sẽ được giải đáp trong bài viết này, hãy cùng đến với vấn đề ngay bây giờ!

CPU

  • 4 cách đơn giản để kiểm tra cấu hình, tin tức phần cứng máy tính, laptop

Trên thực tế, có 7 yếu tố chính nhập vai trò quan trọng trong việc quyết định xem máy tính cũng đều có thể đáp ứng yêu cầu giải quyết thông tin của người sử dụng nhanh như thế nào. Hay nói một cách đơn giản hơn các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu suất của CPU bao gồm:

  • Số lõi
  • Bộ nhớ cache (Bộ nhớ đệm)
  • Xung nhịp
  • Word length
  • Độ rộng địa chỉ bus
  • Độ rộng data bus
  • Siêu phân luồng

Hãy cùng bắt đầu bằng với con số lượng nhân

Trong phương pháp Anthony Neuman, là cách thức kiến trúc máy tính được dùng bởi đa số các máy tính ngày xưa thì những chỉ lệnh sẽ chỉ được tìm nạp và thực hành từng cái một. Cụ thể hơn, một lõi (nhân) thường là đơn vị tính của CPU hay ta cũng đều có thể hiểu đơn giản mỗi lõi chính là một CPU riêng biệt. Trước năm 2005 CPU chỉ hiện diện một nhân vì vậy xung nhịp chính là thông số vàng của các nhà sản xuất. Tuy nhiên ngày nay chúng ta có sự xuất hiện của các máy tính lõi kép và lõi tứ mà trong đó, mỗi lõi lại có chứa chu kỳ thực hành và tìm nạp riêng, tạo ra hướng đi mới cho việc tăng hữu hiệu hoạt động của CPU. Điều này có nghĩa là các chip giải quyết hiện đại với nhiều lõi cũng có thể có thể cho tốc độ tính toán mau hơn gấp hai hoặc bốn lần so với các bộ giải quyết truyền thống trước đây. Tuy nhiên, đó là về mặt lý thuyết, còn trên thực tế, tốc độ của một bộ giải quyết còn phải lệ thuộc hơi nhiều vào ứng dụng mà nó đang chạy. Không phải tất cả những phần mềm đều được thiết kế để cũng có thể tận dụng được ưu thế của CPU lõi tứ hay lõi kép. Chẳng hạn như việc các phần mềm trò chơi và ứng dụng chỉnh sửa video thường được viết ra để tận dụng tối đa công nghệ cũng như ưu thế của đa lõi, trong khi các phần mềm xử lý văn bản hoặc bảng tính lại tận gốc ngược lại.

Số lõi

Một trong những lợi ích lớn số 1 mà công nghệ đa lõi đem lại đó chính là ở đa nhiệm. Với một CPU đa lõi, mỗi tác vụ sẽ được 1 nhân xử lý, các lõi còn lại sẽ đi vào trạng thái nghỉ cho tới khi có một tác vụ khác yêu cầu. Trước kia nếu chỉ sử dụng một nhân cả hệ thống gần như sẽ bị đóng băng nếu có 1 chương trình bị lỗi.

  • 10 điều cần biết về vi giải quyết 4 lõi

Xung nhịp

Bộ giải quyết đòi hỏi xung nhịp để có thể hoạt động chính xác. Một chu kỳ xung nhịp tương đương với 1Hz, nghĩa là một chu kỳ mỗi giây. Tốc độ của máy tính thường ở cấp độ gigahertz (GHz), tương đương với hàng tỷ chu kỳ mỗi giây. Tốc độ xung nhịp tiêu biểu của các CPU hiện tại rớt vào khoảng từ 2 đến 4GHz.

Xung nhịp

Trước khi có sự xuất hiện của các CPU đa nhân, xung nhịp là thông số đại diện cho hiệu quả hoạt động của CPU. Ví dụ 3.0GHz, 2.8GHz,… như vậy, độ lớn của xung nhịp sẽ tỉ lệ thuận với tốc độ của CPU. Tuy nhiên, CPU có xung nhịp cao lại tiêu hao nhiều năng lượng và sản sinh một lượng nhiệt lớn hơn. Do đó, nếu độ nóng vượt qua khả năng chịu nhiệt của CPU, hệ thống sẽ tự động giảm xung nhịp để giảm nhiệt độ, dẫn đến việc tốc độ xử lý của máy tính cũng sẽ giảm xuống.

Ngoài ra, giới hạn công nghệ cũng như kinh phí khổng lồ trong việc cố gắng tăng xung nhịp đã khiến các hãng sản xuất phải tìm ra một phương thức khác để cải thiện hiệu quả hoạt động của CPU, và biện pháp chính tại đây chính là CPU đa nhân mà chúng ta vừa tìm hiểu phía trên.

  • Overclock CPU, GPU và RAM dễ dàng và an toàn

Bộ nhớ cache (Bộ nhớ đệm)

Bộ nhớ cache (Bộ nhớ đệm)

Bộ nhớ cache là một lượng nhỏ RAM (bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) có công suất cao được tích hợp sẵn trong CPU. Lượng RAM này sẽ lưu giữ những dữ liệu đã được bộ xử lý sử dụng nhiều đợt và nó không yêu cầu sử dụng không gian từ bộ nhớ hệ thống. Loại dữ liệu này vào vai trò rất quan trọng trong việc xử lý nhanh chóng các trò chơi, trình chỉnh sửa video và phần mềm khác trên hệ thống.

Nói cách khác, bộ nhớ cache được sử dụng cho CPU để giảm thời gian truy cập vào bộ nhớ chính, cache càng lớn CPU càng hoạt động hiệu quả. Để cho dễ hình dung, bạn có thể tưởng tượng bộ nhớ cache giống như biển báo tên đường vậy. Trong một thành phố có hàng ngàn con đường, nếu không được gắn biển, đặt tên cụ thể, việc tìm đường sẽ rất phức tạp và mất thời gian. Dung lượng bộ nhớ cache thường chỉ rơi vào khoảng vài KB đến vài MB, nhưng lại đóng vai trò rất quan trọng trong việc quyết định vận tốc của CPU nói riêng và của toàn hệ thống nói chung.

  • Xóa Cache Windows 10 update để giải phóng không gian bộ nhớ

Word length

Word length

Word length là độ dài từ của CPU. Đây là số bit mà CPU có thể xử lý cùng lúc trong một khoảng thời gian cụ thể. Ví dụ, bộ giải quyết 32 bit cho tốc độ giải quyết mau hơn chip giải quyết 16 bit vì dễ dàng là nó nắm giữ word length rộng hơn. Word length của một hệ thống máy tính thường thì nằm ở trong vòng từ 32 đến 64 bit.

Dưới đây là ba ví dụ về phương pháp mà vận tốc xung nhịp và word length của CPU có thể không giống nhau như thế nào:

  • Bộ giải quyết 8088 có vận tốc xung nhịp 4.77MHz và word length là 8 bit.
  • Bộ giải quyết 80486 có tốc độ xung nhịp từ 50 đến 80MHz và có word length là 32 bit.
  • Bộ xử lý Pentium 4 có tốc độ xung nhịp rơi vào khoảng từ 1.5 gigahertz đến 3.2 gigahertz, và có word length là 64 bit.

Độ rộng address bus

Băng thông address bus

Độ rộng address bus có thể tạm hiểu là bề rộng của bus địa chỉ và có vai trò xác định con số nhiều nhất của các địa thế địa chỉ. Ví dụ: nếu bạn có address bus 8 bit, điều đó có nghĩa là bạn có thể sở hữu tối đa 256 địa chỉ. Các địa chỉ hoặc vị trí bộ nhớ này sẽ có đánh số từ 0 đến 255.

Tất nhiên nếu độ rộng address bus của bạn càng rộng thì bộ nhớ cũng có thể có thể được truy cập được sẽ càng lớn.

CPU được sản xuất như thế nào?

Độ rộng data bus

Băng thông data bus

Độ rộng bus dữ liệu cũng đều có thể hiểu nôm na là số bit cũng có thể được truyền cùng lúc từ thiết bị này sang thiết bị khác. Thông thường bus dữ liệu sẽ được cùng kích cỡ với bus địa chỉ nhưng không phải bao giờ cũng vậy. Nếu bus dữ liệu là 16 bit và bus địa chỉ là 32 bit thì dữ liệu sẽ có tìm nạp trong những nhóm 2 x 16 bit.

Siêu phân luồng (Hyper-Threading)

Siêu phân luồng là công nghệ cho phép hai nhân CPU hợp lý chia sẻ các tài nguyên thực thi vật lý. Điều này cũng có thể cải thiện nhanh tốc độ xử lý. Ví dụ nếu một CPU ảo bị trì hoãn và phải chờ đợi, thì một CPU ảo khác cũng có thể mượn tài nguyên thực thi của nó. Quá trình phân luồng Hyper-threading có thể giúp tăng tốc hệ thống của bạn, nhưng nó sẽ chẳng thể hữu hiệu bằng với việc máy bạn được bổ sung nhân thực tế. Ở các chip giải quyết đời đầu thường có duy nhất một lõi duy nhất và đã được được phân thành 2 luồng. Nhưng các CPU tối tân của Intel hiện có cả 2 lõi thật và công nghệ siêu luồng.

Siêu phân luồng (Hyper-Threading)

Nếu đánh giá về các tác vụ mà hầu hết chúng ta thường sử dụng hằng ngày như duyệt web, email và giải quyết văn bản, siêu phân luồng sẽ không có nhiều tác dụng, hay nói cách khác, sự tác động là không đáng kể. Về mặt lý thuyết siêu phân luồng sẽ giúp con chip hoạt động tốt hơn ở đa tác vụ. Tuy nhiên, bộ vi giải quyết hiện tại quá nhanh, đến nỗi các chương trình cơ bản hiếm khi bị chậm bởi vận tốc của cục vi xử lý.

Tuy nhiên, khi bạn đang gắng gượng thi hành một số công việc nặng nhọc, siêu phân luồng chắc chắn sẽ tỏ ra có ích hơn rất nhiều. Có thể thấy được điều này rõ ràng nhất thông qua các chương trình dựng hình ảnh 3D, phần mềm chuyển mã âm thanh, video nặng và các phần mềm khoa học được xây dựng cho công suất đa luồng tối đa, sẽ có các lúc siêu phân luồng cũng có thể tăng công suất lên đến 30%

Trên đây là 7 nhân tố cơ bản quyết định tới vận tốc giải quyết của 1 CPU. Hi vọng các thông tin trong bài hữu ích với bạn!

Biên tập: ITS

Quảng Cáo
Đặt Banner Quảng cáo, Textlink, Guest Post
Liên Hệ Ngay: 1900636343

Bài Viết Liên Quan


Quảng Cáo
Đặt Banner Quảng cáo, Textlink, Guest Post
Liên Hệ Ngay: 1900636343

Bài Viết Khác