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


CPU, hay còn được biết tới với tên thường gọi chip xử lý trung tâm, là một trong những thành phần quan trọng nhất cấu thành lên một hệ thống máy tính. CPU được nghĩ như là bộ não, giúp điều hành và xử lý gần như tất cả các tác vụ mà bạn thực hiện trên máy tính. Cũng như các phần tử phần cứng khác, sức mạnh giải quyết 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 những nhân tố nào ảnh hưởng đến năng suất của một CPU? Hay nếu muốn cải thiện sức mạnh của CPU thì nên làm ra sao chưa? Nếu có, mọi thứ 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 nhân tố chính vào vai trò quan trọng trong việc quyết định xem máy tính cũng có thể có thể đáp ứng yêu cầu giải quyết thông tin của người sử dụng nhanh như thế nào. Hay nói một cách dễ dàng hơn các yếu tố ảnh hưởng đến năng 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 nhân

Trong phương pháp Anthony Neuman, là cách thức kiến trúc máy tính được dùng bởi đa số các máy lường trước đây thì các chỉ lệnh sẽ chỉ được tìm nạp và thực hiện từng cái một. Cụ thể hơn, một lõi (nhân) thường là đơn vị tính của CPU hay ta cũng có thể hiểu đơn giản mỗi lõi chính là một CPU riêng biệt. Trước năm 2005 CPU chỉ có 1 nhân vì thế 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 thi hành và tìm nạp riêng, tạo ra hướng đi mới cho việc tăng hữu hiệu hoạt động của CPU. Điều này có tức là các chip giải quyết hiện đại với nhiều lõi có thể cho vận tốc 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 phụ thuộc khá nhiều vào ứng dụng mà nó đang chạy. Không phải tất cả các ứng dụng đều được thiết kế để cũng có thể có thể tận dụng được ưu thế của CPU lõi tứ hay lõi kép. Chẳng hạn như việc các ứng dụng trò chơi và phần mềm chỉnh sửa video thường được viết ra để tận dụng nhiều nhất công nghệ cũng như lợi thế của đa lõi, khi đang các ứng dụng giải quyết văn bản hoặc bảng tính lại tận gốc ngược lại.

Số lõi

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

  • 10 điều nên biết về vi xử lý 4 lõi

Xung nhịp

Bộ xử lý đòi hỏi xung nhịp để cũng 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 điển hình của các CPU ngày nay rơi 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 vận tốc của CPU. Tuy nhiên, CPU có xung nhịp cao lại tốn kém 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 hạ nhiệt độ, dẫn đến việc tốc độ xử lý của máy tính cũng sẽ giảm xuống.

Ngoài ra, giới hạn công nghệ cũng giống kinh phí khổng lồ trong việc gắng gượng tăng xung nhịp đã khiến các nhà sản xuất phải tìm ra một phương thức khác để cải thiện hữu hiệu hoạt động của CPU, và giải pháp chính tại đó 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 năng suất cao được tích hợp sẵn trong CPU. Lượng RAM này sẽ lưu giữ những dữ liệu đã được bộ giải quyết sử dụng nhiều đợt và nó không đòi hỏi sử dụng không gian từ bộ nhớ hệ thống. Loại dữ liệu này nhập vai trò rất quan trọng trong việc giải quyết 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 cũng có thể có thể mường tượng bộ nhớ cache giống như biển báo tên đường vậy. Trong một thành phố có hàng ngàn con đường, nếu chưa được gắn biển, đặt tên cụ thể, việc tìm đường sẽ cực kỳ 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 kể 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 giải quyết cùng lúc trong một thời gian cụ thể. Ví dụ, bộ xử lý 32 bit cho tốc độ giải quyết nhanh hơn chip xử lý 16 bit vì đơn giản là nó nắm giữ word length rộng hơn. Word length của một hệ thống máy tính thông thường nằm ở trong khoảng từ 32 đến 64 bit.

Dưới này là ba tỉ dụ về phong thái thức mà vận tốc xung nhịp và word length của CPU có thể khác nhau như thế nào:

  • Bộ giải quyết 8088 có vận tốc xung nhịp 4.77MHz và word length là 8 bit.
  • Bộ xử lý 80486 có vận tốc xung nhịp từ 50 đến 80MHz và có word length là 32 bit.
  • Bộ giải quyết Pentium 4 có tốc độ xung nhịp rớt 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 cũng đều 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 này còn có tức là bạn có thể sở hữu nhiều nhất 256 địa chỉ. Các địa chỉ hoặc vị trí bộ nhớ này sẽ được 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 làm sao?

Độ rộng data bus

Băng thông data bus

Độ rộng bus dữ liệu có thể hiểu nôm na là số bit có thể được truyền cùng lúc từ thiết bị này sang thiết bị khác. Thông thường bus dữ liệu sẽ được cùng kích thước với bus địa chỉ nhưng không phải bao giờ cũng vậy. Nếu bus dữ liệu là 16 bit và bus địa điểm là 32 bit thì dữ liệu sẽ được 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 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 có thể mượn tài nguyên thực thi của nó. Quá trình phân luồng Hyper-threading có thể giúp bức tốc hệ thống của bạn, nhưng nó sẽ không thể hiệu quả bằng với việc máy bạn được bổ sung nhân thực tế. Ở các bộ xử lý đời đầu thường chỉ có 1 lõi duy nhất và đã được được phân thành 2 luồng. Nhưng các CPU hiện đại của Intel hiện có cả hai 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 sáng 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 xử lý hiện tại quá nhanh, đến nỗi các chương trình cơ bản ít khi bị trễ bởi tốc độ của bộ vi xử lý.

Tuy nhiên, khi bạn đang cố gắng thực hiện 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, ứng dụng chuyển mã âm thanh, video nặng và các phần mềm khoa học được xây dựng cho hiệu suất đa luồng tối đa, sẽ được những lúc siêu phân luồng cũng có thể có thể tăng năng suất lên đến 30%

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

Sưu Tầm: Internet – Kênh Tin: TopVn

Bài Viết Liên Quan


Bài Viết Khác