CPU là một trong những bộ phận quan trọng nhất của máy tính, nó được ví như là “linh hồn” của cả một chiếc máy tính. Nếu chẳng may CPU có vấn đề hay bị hư hỏng gì thì đồng nghĩa với việc máy tính sẽ không thể hoạt động được.
CPU là gì?
CPU là tên viết tắt của cụm từ tiếng anh Central Processing Unit – tức là bộ xử lý trung tâm của hệ thống máy tính và các thiết bị điện tử khác như điện thoại thông minh và máy tính bảng. Đây là đầu não quan trọng để chạy các chương trình và phần mềm có trong máy tính. Tất cả các câu lệnh và quy trình được thao tác trên máy tính sẽ được CPU thực hiện và xử lý các dữ liệu một cách trực tiếp. Rõ ràng, bộ xử lý máy tính CPU là một trong những yếu tố quan trọng nhất của hệ thống máy tính.
Cấu tạo của CPU bao gồm các bóng bán dẫn rất nhỏ để nhận đầu vào và tạo đầu ra cho các dữ liệu. Về mặt khoa học, CPU không chỉ là một trong những bộ phận tuyệt vời nhất của máy tính mà còn là một trong những phát minh quan trọng nhất trong thế giới công nghệ của con người.
Hầu hết các con chip CPU thường có hình vuông với một góc cắt chéo nhỏ để giúp các con chip này được đặt vào đúng ổ cắm CPU. Ở phía bên dưới con chip là hàng trăm chân nối để cắm vào các lỗ tương ứng có trong ổ cắm.
Hiện nay, các hãng sản xuất CPU nổi tiếng và được sử dụng nhiều nhất đều đến từ CPU Intel và CPU AMD. Bên cạnh những sản phẩm con chip quen thuộc, các hãng sản xuất này cũng đã và đang thử nghiệm các bộ vi xử lý có các kiểu đế cắm hiện đại hơn trên bo mạch chủ cũng như tạo ra các loại bộ xử lý riêng biệt để sử dụng cho từng dòng máy khác nhau.
Các thành phần của CPU
Trong một con chip CPU sẽ bao gồm các thành phần quan trọng sau đây:
Bộ số học và logic – Arithmetic Logic Unit ( ALU ): Đây là một phần quan trọng của bộ xử lý máy tính (CPU) có vai trò thực hiện các hoạt động tính toán số học và logic. Một đơn vị logic số học (ALU) được chia thành hai phần đó là đơn vị số học (AU) và đơn vị logic (LU).
Bộ điều khiển – Control Unit (CU): Dùng để mã hóa và điều khiển của các câu lệnh từ các chương trình trên máy tính.
Bộ nhớ CPU: Đây là nơi lưu trữ tạm thời của bộ xử lý máy tính. Nó được quản lý bởi bộ điều khiển (CU). Nó là bộ phận lưu trữ dữ liệu tạm thời cho các chương trình phần mềm đang được khởi chạy trên máy tính.
Chức năng
Trong những năm qua, CPU đã có rất nhiều sự cải tiến và nâng cấp đáng kể. Mặc dù vậy, nhưng các chức năng cơ bản của CPU vẫn luôn giống nhau với bao gồm ba bước đó là tìm nạp dữ liệu, giải mã các lệnh và cuối cùng là thực thi các kết quả lên CPU.
Chức năng chính của CPU là thu nạp các dữ liệu đầu vào từ các kết nối bên ngoài ví dụ như bàn phím, chuột, máy in hoặc các chương trình phần mềm trên máy tính và tiến hành giải mã các dữ liệu và câu lệnh được yêu cầu. Và cuối cùng CPU sau đó sẽ xuất các thông tin hiện lên trên màn hình máy tính của bạn hoặc thực hiện các tác vụ được yêu cầu từ những thiết bị và kết nối bên ngoài.
Vai trò
Đối với hệ thống máy tính thì bộ xử lý CPU sẽ đóng một vai trò rất quan trọng trong các vấn đề sau đây của máy tính:
- Hiệu năng: CPU có lẽ là yếu tố quyết định quan trọng duy nhất đối với hiệu năng của hệ thống máy tính. Mặc dù các bộ phận khác cũng đóng vai trò chủ chốt trong việc xác định hiệu năng, nhưng khả năng của CPU còn giúp đưa hiệu suất của máy tính lên mức tối đa. Trong khi các bộ phận khác trên máy tính chỉ cho phép bộ xử lý thực hiện đầy đủ các chức năng vốn có của nó.
- Hỗ trợ phần mềm: Việc sử dụng một bộ vi xử lý mới hơn và nhanh hơn sẽ cho phép người dùng được sử dụng những chương trình và phần mềm mới nhất trên máy tính của mình. Ngoài ra, các bộ vi xử lý CPU mới như Pentium và công nghệ MMX được ra mắt gần đây còn cho phép người dùng sử dụng thêm các phần mềm chuyên dụng mới mẻ mà trên các bộ xử lý CPU đời cũ trước đó không thể có được.
- Độ tin cậy và ổn định: Chất lượng của bộ xử lý là một yếu tố quyết định quan trọng đến mức độ tin cậy và ổn định của chiếc máy tính của bạn. Trong khi hầu hết các bộ xử lý hiện nay đều rất đáng tin cậy và ưa chuộng, nhưng vẫn có một số loại CPU không được đánh giá cao. Điều này sẽ phụ thuộc vào một vài mức độ đánh giá vào tuổi đời của bộ xử lý và mức tiêu thụ năng lượng mà nó đem lại.
- Tiêu thụ năng lượng và làm mát: Ban đầu các bộ vi xử lý thường tiêu thụ ít năng lượng so với các bộ phận khác của hệ thống máy tính. Nhưng với việc cho ra mắt nhiều bộ vi xử lý CPU mới hơn thì rất có thể sẽ đòi hỏi lượng tiêu thụ nhiều năng lượng hơn. Mức tiêu thụ điện năng này sẽ có thể tác động đến nhiều yếu tố khác, từ lựa chọn phương pháp làm mát CPU cho đến mức độ ổn định của toàn hệ thống máy tính.
- Hỗ trợ bo mạch chủ: Bộ xử lý CPU được sử dụng trong hệ thống máy tính sẽ là yếu tố quyết định quan trọng trong việc lựa chọn loại chipset mà các bạn sẽ phải sử dụng, và điều này cũng có nghĩa bạn sẽ phải mua loại bo mạch chủ nào cho phù hợp. Việc sử dụng bo mạch chủ phù hợp sẽ ảnh hưởng đến các thao tác câu lệnh cũng như cho thấy khả năng và hiệu suất của hệ thống hoạt động là như thế nào.
Các hãng sản xuất CPU
Intel
Nói đến thương hiệu sản xuất CPU nổi tiếng thì chắc chắn không thể không nhắc đến [Intel]. Đây là tập đoàn đa quốc gia của Mỹ có trụ sở tại Santa Clara, California. Hiện nay, Intel đang là một trong những nhà sản xuất chip CPU lớn nhất và có doanh thu cao hàng đầu trên thế giới.
Nhắc đến Intel, là người dùng nhớ ngay đến đến các dòng CPU x86, đây là một bộ xử lý độc quyền do chính Intel sản xuất và được dùng trong hầu hết các chiếc laptop thời nay. Đã có thời gian Intel từng xâm nhập vào thị trường sản xuất con chip trên smartphone, nhưng rất tiếc lại không nhận được sự thành công và hưởng ứng của người dùng. Nên có lẽ, mảng sản xuất CPU cho máy tính vẫn là bước đi đúng đắn nhất của Intel.
AMD
[AMD] là một công ty công nghệ lớn đến từ Mỹ, các lĩnh vực chính của họ bao gồm việc sản xuất CPU, chipset bo mạch chủ và bộ xử lý đồ họa cho máy tính.
Hiện tại, AMD đang là nhà cung cấp lớn thứ hai và là đối thủ duy nhất có khả năng cạnh tranh với Intel trên thị trường sản xuất CPU. Ngoài ra, AMD cũng đạt được những thành công nhất định khi là một trong những nhà sản xuất sự độc quyền trong mảng xử lý đồ họa (GPU).
NVIDIA
[NVIDIA] hiện đang là thương hiệu hàng đầu thế giới chuyên về công nghệ điện toán hình ảnh. Ít ai biết rằng đây chính là nơi phát minh ra GPU – đó là bộ xử lý hiệu năng cao có thể xử lý đồ họa tương tác trên laptop, máy chơi game và các thiết bị di động.
Mặc dù riêng về mảng sản xuất CPU thì hãng NVIDIA không có điểm gì ấn tượng và nổi bật như hai đối thủ trên, nhưng bù lại về chất lượng của các thiết bị do hãng này sản xuất luôn được đánh giá khá cao.
Qualcomm
[Qualcomm] là một công ty bán dẫn toàn cầu của Mỹ chuyên thiết kế và tiếp thị các sản phẩm và dịch vụ mạng không dây, có trụ sở chính nằm ở Mỹ. Hiện tại, thương hiệu này đã có mặt tại hơn 157 địa điểm trên toàn thế giới.
Thay vì cạnh tranh khốc liệt ở mảng sản xuất CPU trên máy tính, Qualcomm lại đạt được những thành công vang dội ở mảng sản xuất con chip CPU trên smartphone, điều mà chính ông lớn Intel không thể làm được. Hầu hết các con chip của hãng này đều có mặt trên tất cả các dòng smartphone từ giá rẻ đến cao cấp của những thương hiệu điện thoại đình đám như Samsung, Oppo, Xiaomi. Điều này cho thấy mức độ phủ sóng rộng rãi của Qualcomm là như thế nào.
Quy trình sản xuất CPU
