CPU là gì?

 

CPU (viết tắt của cụm từ tiếng Anh Central Processing Unit) là một trong những phần tử cơ bản và quan trọng nhất trên các thiết bị máy vi tính.

CPU là một trong những yếu tố mà các khách hàng thường quan tâm đến đầu tiên khi chọn mua một sản phẩm laptop. Vậy CPU là gì? và bộ phận này đóng vai trò quan trọng như thế nào?

CPU là gì?

CPU (viết tắt của cụm từ tiếng Anh Central Processing Unit, tạm dịch là đơn vị xử lí trung tâm) là bộ phận được xem như não bộ – một trong những phần tử cơ bản và quan trọng nhất trên các thiết bị máy vi tính. Nhiệm vụ chính của CPU là xử lý các chương trình vi tính và dữ kiện. Cấu tạo của CPU bao gồm hàng triệu transitor trên một bảng mạch nhỏ.

Hai hãng sản xuất CPU hàng đầu thế giới hiện nay là Intel và AMD.

Các thành phần của CPU

Khối điều khiển

Khối điều khiển (Control Unit - CU) là thành phần có nhiệm vụ thông dịch các lệnh của chương trình và điều khiển hoạt động xử lí, được điều tiết chính xác bởi xung nhịp đồng hồ hệ thống. Mạch xung nhịp đồng hồ hệ thống dùng để đồng bộ các thao tác xử lí trong và ngoài CPU theo các khoảng thời gian không đổi.

Khối tính toán ALU

Khối tính toán ALU (Arithmetic Logic Unit) là bộ phận có chức năng thực hiện các phép toán số học và logic sau đó trả lại kết quả cho các thanh ghi hoặc bộ nhớ.

Các thanh ghi

Các Thanh ghi (Registers) là các bộ nhớ có dung lượng nhỏ nhưng tốc độ truy cập rất cao, nằm ngay trong CPU, dùng để lưu trữ tạm thời các toán hạng, kết quả tính toán, địa chỉ các ô nhớ hoặc thông tin điều khiển. Mỗi thanh ghi có một chức năng cụ thể, trong đó thanh ghi quan trọng nhất là bộ đếm chương trình (PC - Program Counter) chỉ đến lệnh sẽ thi hành tiếp theo.

Tốc độ CPU

Tốc độ CPU là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp nhất đến tốc độ hoạt động của máy tính so với các yếu tố khác như RAM, card đồ họa hay ổ cứng.

Tốc độ của CPU phụ thuộc vào tần số đồng hồ làm việc của nó (tính bằng các đơn vị MHz, GHz). Đối với các CPU cùng loại, tần số này cao hơn cũng có nghĩa là tốc độ xử lý cao hơn. Đối với CPU khác loại, điều này chưa chắc đã chuẩn xác, ví dụ như việc CPU Intel Core i5 có xung nhịp 1,70 GHz có thể xử lí nhanh hơn CPU Intel Pentium 4 xung nhịp 3,40 GHz.

Ngoài ra, tốc độ CPU còn phụ thuộc vào dung lượng bộ nhớ đệm của nó, thường gọi là cache. Bộ nhớ đệm của CPU đóng vai trò như là một nơi lưu trữ tạm thời những lệnh mà CPU cần xử lý. Bộ nhớ đệm càng lớn thì sẽ chứa được nhiều lệnh hơn nhờ đó giúp rút ngắn thời gian chờ và tăng hiệu suất làm việc của CPU.                      

Bộ xử lý ARM đầu tiên của Nga xuất xưởng, hiệu năng tương đương Intel Core i3-7300T

 

Dù không quá mạnh về hiệu năng, nhưng các bộ xử lý này vẫn đánh dấu bước tiến dài của Nga về khả năng tự chủ thiết kế chip.

 

Hãng thiết kế chip Baikal của Nga vừa nhận được các con chip ARM đầu tiên do hãng này tự thiết kế với tên gọi BE-M1000. Đó là một bộ xử lý tám nhân dựa theo thiết kế của ARM, với trọng tâm hướng vào khả năng kết nối. TSMC là hãng đảm nhiệm việc sản xuất bộ xử lý này. Lô đầu tiên chứa 5.000 con chip, được đóng gói gọn trong một thùng lớn nặng khoảng 66 kg.

Cho dù đơn hàng 5.000 con chip này không phải là một con số hấp dẫn nếu so với các bộ xử lý có sản lượng hàng chục triệu chip như những đối thủ khác, đặc biệt khi đến từ một công ty chưa có nhiều tên tuổi, nhưng Baikal tuyên bố đã hợp tác với nhiều nhà tích hợp hệ thống để sản xuất các máy tính sẽ ra mắt trong nhiều tháng tới.

Người dẫn đầu trong số đó là hãng iRU, nhà tích hợp hệ thống lớn nhất của Nga hiện nay. Gần đây họ thông báo kế hoạch bán ra các máy tính văn phòng sử dụng bộ xử lý BE-M1000 này trong Quý 1 năm 2022. Dòng sản phẩm này của công ty sẽ bao gồm cả dòng laptop và các máy tính gọn nhẹ dạng Small Form Factor mang thương hiệu Opal và một dòng máy tính All in One mang thương hiệu Agate.

iRU cho biết họ đã có một số đơn đặt mua, bao gồm các công ty lớn có hợp đồng với chính phủ. Như vậy các máy tính này sẽ cài sẵn các phần mềm được chính phủ chấp thuận, bao gồm hệ điều hành Astra OS hoặc Red OS trên nền Linux, phần mềm My Office để thay thế cho Microsoft Office và phần mềm bảo mật ViPNet SafeBoot.

Baikal dự kiến sẽ nhận được sản lượng từ 10.000 tới 15.000 bộ xử lý mỗi tháng sau khi iRU bắt đầu bán ra các máy tính này. Baikal đã hy vọng rằng mình sẽ bắt kịp giai đoạn đó nhưng lại gặp phải tình trạng thiếu hụt chip đang diễn ra trên toàn cầu. Đơn hàng xuất xưởng tuần này vốn đã được lên lịch từ 4 tháng trước. Bất chấp các trở ngại, CEO của Baikal Electronics, Andrey Evdokimov cho biết công ty đã xử lý được vấn đề này.

 Toàn bộ số chip này nặng khoảng 66 kg

"Chúng tôi đã tìm được cách thích ứng với các điều kiện thị trường: chúng tôi bắt đầu nghiên cứu việc sản xuất hàng loạt từ hai năm trước và có thể đặt hàng dây chuyền sản xuất với những điều khoản cố định." Evdokimov nói với trang tin của Nga, Cnews. "Vì vậy, chúng tôi đã được chuẩn bị trước với cuộc khủng hoảng này. Mối quan hệ tốt của chúng tôi với các nhà cung cấp lớn trên thế giới cùng với cả dây chuyền sản xuất cũng giúp đỡ rất nhiều."

Baikal cũng được hưởng lợi từ sử dụng thiết kế 28nm, khi dây chuyền sản xuất của tiến trình này không chịu nhiều áp lực như các tiến trình mới hơn.

Chip BE-M1000 chứa 8 nhân ARM-A57 hoạt động ở xung nhịp 1,5 GHz. Ngoài ra nó còn có bộ nhớ đệm L2 4MB và bộ nhớ đệm L3 8MB. Ngoài ra nó còn có 8 nhân GPU Mali-T628 với xung nhịp từ 700-750 MHz. TDP của bộ xử lý ở mức 30-35W, cho dù nó vẫn có thể cấu hình được.

Điểm ấn tượng hơn cả của BE-M1000 là khả năng kết nối. Nó được trang bị bộ điều khiển bộ nhớ kênh đôi, hỗ trợ RAM DDR3 hoặc DDR4 lên tới 32GB và 16 kênh PCIe 3.0. Nó cũng hỗ trợ tới 6 cổng USB, 2 cổng Ethernet 10Gb và một cổng Ethernet 1Gb.

Trang CNews từng thử nghiệm một nguyên mẫu bộ xử lý này vào năm ngoái và cho rằng nó có hiệu năng tương đương Intel Core i3-7300T. Cho dù mức hiệu năng này không quá hấp dẫn vào thời điểm hiện tại, nhưng nó đủ cho các tải công việc văn phòng và cũng rất đáng khích lệ đối với một hãng chưa có nhiều kinh nghiệm thiết kế chip như Baikal. Hơn thế nữa nó cũng là một bước tiến quan trọng trong việc giúp Nga tự chủ về chip.

Tham khảo TechSpot