Thông tin cơ bản về CPU Nhiều CPU, lõi và siêu phân luồng đã được giải thích

Về cơ bản, bộ xử lý trung tâm (CPU) trong máy tính của bạn thực hiện các chương trình chạy công việc tính toán. Nhưng CPU hiện đại cung cấp các tính năng như nhiều lõi và siêu phân luồng. Một số PC thậm chí sử dụng nhiều CPU. Chúng tôi ở đây để giúp sắp xếp tất cả.

Tốc độ xung nhịp cho CPU được sử dụng là đủ khi so sánh hiệu năng. Mọi thứ không còn đơn giản nữa. Một CPU cung cấp nhiều lõi hoặc siêu phân luồng có thể hoạt động tốt hơn đáng kể so với CPU một lõi có cùng tốc độ không có tính năng siêu phân luồng. Và PC có nhiều CPU có thể có lợi thế lớn hơn. Tất cả các tính năng này được thiết kế để cho phép PC dễ dàng chạy nhiều tiến trình hơn cùng một lúc - tăng hiệu suất của bạn khi đa nhiệm hoặc theo yêu cầu của các ứng dụng mạnh mẽ như bộ mã hóa video và trò chơi hiện đại. Vì vậy, hãy xem từng tính năng này và ý nghĩa của chúng đối với bạn.

Siêu phân luồng

Siêu phân luồng là nỗ lực đầu tiên của Intel để mang lại tính toán song song cho các PC tiêu dùng. Nó đã ra mắt trên CPU máy tính để bàn với Pentium 4 HT vào năm 2002. Pentium 4 trong ngày chỉ có một lõi CPU, do đó, nó thực sự chỉ có thể thực hiện một nhiệm vụ tại một thời điểm - ngay cả khi nó có thể chuyển đổi giữa các tác vụ đủ nhanh rằng nó có vẻ như đa nhiệm. Siêu phân luồng đã cố gắng bù đắp cho điều đó.

Một lõi CPU vật lý đơn có siêu phân luồng xuất hiện dưới dạng hai CPU logic cho một hệ điều hành. CPU vẫn là một CPU duy nhất, vì vậy đó là một chút gian lận. Trong khi hệ điều hành nhìn thấy hai CPU cho mỗi lõi, phần cứng CPU thực tế chỉ có một bộ tài nguyên thực thi duy nhất cho mỗi lõi. CPU giả vờ rằng nó có nhiều lõi hơn nó và nó sử dụng logic riêng của mình để tăng tốc độ thực hiện chương trình. Nói cách khác, hệ điều hành bị lừa nhìn thấy hai CPU cho mỗi lõi CPU thực tế.

Siêu phân luồng cho phép hai lõi CPU logic chia sẻ tài nguyên thực thi vật lý. Điều này có thể tăng tốc mọi thứ lên một chút - nếu một CPU ảo bị đình trệ và chờ đợi, CPU ảo khác có thể mượn tài nguyên thực thi của nó. Siêu phân luồng có thể giúp tăng tốc hệ thống của bạn, nhưng nó không ở đâu tốt như có các lõi bổ sung thực tế.

Rất may, siêu phân luồng hiện là một phần thưởng trên mạng. Trong khi các bộ xử lý tiêu dùng ban đầu với siêu phân luồng chỉ có một lõi duy nhất được giả dạng là nhiều lõi, CPU Intel hiện đại giờ có cả lõi và công nghệ siêu phân luồng. CPU lõi kép của bạn với siêu phân luồng xuất hiện dưới dạng bốn lõi cho hệ điều hành của bạn, trong khi CPU lõi tứ của bạn với siêu phân luồng xuất hiện dưới dạng tám lõi. Siêu phân luồng không thay thế cho các lõi bổ sung, nhưng CPU lõi kép có siêu phân luồng sẽ hoạt động tốt hơn so với CPU lõi kép mà không cần siêu phân luồng.

Nhiều lõi

Ban đầu, CPU có một lõi đơn. Điều đó có nghĩa là CPU vật lý có một đơn vị xử lý trung tâm duy nhất trên đó. Để tăng hiệu suất, các nhà sản xuất bổ sung thêm các lõi, các đơn vị xử lý trung tâm. Một CPU lõi kép có hai đơn vị xử lý trung tâm, do đó, nó xuất hiện cho hệ điều hành dưới dạng hai CPU. Một CPU có hai lõi, ví dụ, có thể chạy hai tiến trình khác nhau cùng một lúc. Điều này tăng tốc hệ thống của bạn, bởi vì máy tính của bạn có thể làm nhiều việc cùng một lúc.

Không giống như siêu phân luồng, không có thủ thuật nào ở đây - CPU lõi kép thực sự có hai đơn vị xử lý trung tâm trên chip CPU. CPU lõi tứ có bốn đơn vị xử lý trung tâm, CPU lõi tám có tám đơn vị xử lý trung tâm, v.v..

Điều này giúp cải thiện đáng kể hiệu năng trong khi giữ cho đơn vị CPU vật lý nhỏ để nó vừa trong một ổ cắm. Chỉ cần có một ổ cắm CPU duy nhất với một đơn vị CPU được lắp vào nó - không phải bốn ổ cắm CPU khác nhau với bốn CPU khác nhau, mỗi loại cần có nguồn điện, làm mát và phần cứng khác. Có độ trễ ít hơn vì các lõi có thể giao tiếp nhanh hơn, vì tất cả chúng đều trên cùng một chip.

Trình quản lý tác vụ của Windows cho thấy điều này khá tốt. Ở đây, ví dụ, bạn có thể thấy rằng hệ thống này có một CPU thực tế (ổ cắm) và bốn lõi. Siêu phân luồng làm cho mỗi lõi trông giống như hai CPU cho hệ điều hành, vì vậy nó hiển thị 8 bộ xử lý logic.

Nhiều CPU

Hầu hết các máy tính chỉ có một CPU duy nhất. CPU đơn đó có thể có nhiều lõi hoặc công nghệ siêu phân luồng - nhưng nó vẫn chỉ có một đơn vị CPU vật lý được cắm vào một ổ cắm CPU duy nhất trên bo mạch chủ.

Trước khi CPU siêu phân luồng và đa lõi xuất hiện, mọi người đã cố gắng thêm sức mạnh xử lý bổ sung cho máy tính bằng cách thêm CPU bổ sung. Điều này đòi hỏi một bo mạch chủ có nhiều ổ cắm CPU. Bo mạch chủ cũng cần phần cứng bổ sung để kết nối các ổ cắm CPU đó với RAM và các tài nguyên khác. Có rất nhiều chi phí trong loại thiết lập này. Có độ trễ bổ sung nếu các CPU cần giao tiếp với nhau, các hệ thống có nhiều CPU tiêu thụ nhiều năng lượng hơn và bo mạch chủ cần nhiều ổ cắm và phần cứng hơn.

Các hệ thống có nhiều CPU không phổ biến trong các máy tính cá nhân gia đình ngày nay. Ngay cả một máy tính để bàn chơi game mạnh mẽ với nhiều card đồ họa thường sẽ chỉ có một CPU. Bạn sẽ tìm thấy nhiều hệ thống CPU trong số các siêu máy tính, máy chủ và các hệ thống cao cấp tương tự cần sức mạnh khủng khiếp về số lượng mà chúng có thể có được.

Càng nhiều CPU hoặc lõi máy tính, càng có nhiều việc có thể làm cùng một lúc, giúp cải thiện hiệu suất trên hầu hết các tác vụ. Nhiều máy tính hiện có CPU có nhiều lõi - tùy chọn hiệu quả nhất mà chúng tôi đã thảo luận. Thậm chí bạn sẽ tìm thấy CPU có nhiều lõi trên điện thoại thông minh và máy tính bảng hiện đại. CPU Intel cũng có tính năng siêu phân luồng, đây là một loại tiền thưởng. Một số máy tính cần một lượng lớn CPU có thể có nhiều CPU, nhưng nó kém hiệu quả hơn nhiều so với âm thanh.

Tín dụng hình ảnh: lungstruck trên Flickr, Mike Babcock trên Flickr, DeclanTM trên Flickr