Một số vấn đề về CPU có thể bạn chưa biết

Mục đích của máy tính là làm giảm sự phức tạp trong cuộc sống của chúng ta. Tuy nhiên nếu tính chuyện nâng cấp PC cũ hay mua một chiếc PC mới, bạn sẽ rất dễ hoa mắt trước vô số lựa chọn khác nhau, đặc biệt là về CPU – trái tim của bất kỳ hệ thống máy tính nào. Bài báo này sẽ cho bạn biết tất cả những gì cần thiết để đưa ra quyết định mua sắm chính xác nhất.

Để chọn được CPU phù hợp, bạn phải xết đến các loại bo mạch chủ mà CPU đó sử dụng, các tính năng trong bộ xử lý, và những phần mềm sẽ chạy trên máy tính. Điều quan trọng là nó phải phù hợp với nhu cầu của bạn.  

CPU là gì

CPU là viết tắt của Đơn vị xử lý trung tâm – Central Procesing Unit , và thậm chí sau rất nhiều năm phát triển công nghệ PC thì CPU vẫn là trọng tâm của mọi hoạt động trên chiếc máy tính của bạn. Nó điều khiển dòng dữ liệu trên toàn PC. Quá trình xử lý cũng quan trọng không kém bởi vai trò của CPU là điều khiển – hay xử lý – dữ liệu đi qua máy tính, đọc từ các thiết bị lưu trữ, thay đổi nếu cần, rồi ghi chúng lên thiết bị hiển thị hoặc lưu trữ. 

Từ góc độ vật lý thì CPU được cấu thành từ hàng triệu Transistor siêu nhỏ được khắc axit lên trên lớp Silicon nhờ công nghệ hóa chất và xử lí in ( lithographic) . Bản thân các Transistor là những thiết bị đơn giản để chứa các giá trị nhị phân ( Bật/ Tắt), và từ trạng thái Bật Tắt này sẽ tạo ra các quá trình khác phức tạp hơn. Để thấy sự phức tạp của CPU hiện đại, hãy ví dụ một CPU 2 nhân như Core 2 Duo E6700 của Intel. Nó được cấu thành từ gần 291 triệu Transistor. Còn với một chip 4 nhân như Core 2 Extreme QX6850 thì số lượng Transistor có thể lên đến khoảng 582 triệu.  

Để thực hiện một nhiệm vụ nào đó, CPU cần có một số thành phần nhất định. Tuy quá trình hoạt động của bộ xử lý thay đổi tùy vào cấu trúc của từng model nhưng về cơ bản thì vẫn vậy. CPU cần nhận dữ liệu, xử lý chúng dựa theo câu lệnh rồi gửi vào một nơi lưu trữ phù hợp. Khi này có thể là lưu trữ trung gian như ổ cứng, một thiết bị hiển thị như màn hình, hoặc có thể là bản thân CPU để xử lý tiếp.

Đơn giản nhất thì CPU chỉ cần 4 thành phần để xử lý dữ liệu: những câu lệnh, Pointer ( Con trỏ ) câu lệnh, một số thanh ghi, và đơn vị logic số học ( ALU ) . 

Pointer câu lệnh cho CPU biết câu lệnh cần chạy nằm ở đâu trong bộ nhớ. 

Thanh ghi là các điểm lưu trữ tạm thời trong CPU. Một thanh ghi chứa các dữ liệu chờ được xử lý bằng câu lệnh, hoặc các dữ liệu đã được xử lý rồi (ví dụ như kết quả của việc cộng hai số vào nhau). 

Đơn vị logic số học, hay ALU, hoạt động như máy tính của CPU, thực hiện các phép toán và chức năng Logic mà câu lệnh dặt ra. 

Ngoài ra CPU còn một số thành phần phụ để trợ giúp các thành phần chính: 

• Bộ phận tìm nạp câu lệnh ( Instruction Fetch ) để lấy những lệnh từ RAM hoặc một vùng bộ nhớ nằm trong CPU;  
• Bộ giải mã câu lệnh ( Instruction Decoder ) để lấy câu lệnh từ bộ phận tìm nạp ( Fetch )  và diễn giải nó để CPU hiểu được, sau đó quyết định những bước cần làm để hoàn thành lệnh đó; 
• Đơn vị điều khiển ( Control Unit ) sẽ quản lý và điều phối tất cả các hoạt động của chip. Nó cho ALU biết khi nào cần tính toán, cho bộ phận lấy về ( Fetch )  biết khi nào cần lấy một giá trị, và cho bộ giải mã biết khi nào cần dịch giá trị đó thành một lệnh. 

Theo dấu câu lệnh

Và đây là cách thức CPU hoạt động:

Pointer câu lệnh sẽ hướng dẫn Bộ phận tìm nạp câu lệnh ( Instruction Fetch ) đến một điểm trong bộ nhớ có chứa câu lệnh. Bộ phận tìm nạp sẽ lấy câu lệnh rồi chuyển đến bộ giải mã, tại đây kiểm tra câu lệnh và quyết định các bước cần thiết để hoàn thành câu lệnh (Một câu lệnh có thể gồm nhiều bước cần thực hiện theo một thứ tự nhất định) .

Sau đó ALU sẽ thực hiện công việc của câu lệnh như : cộng, trừ hoặc thao tác dữ liệu. Sau khi CPU đã dịch và thực hiện câu lệnh, Đơn vị điều khiển ( Control Unit ) sẽ ra lệnh cho Bộ phận tìm nạp lấy câu lệnh tiếp theo trong bộ nhớ.

Quá trình này lại tiếp diễn để tạo ra các kết quả mà bạn trông thấy trên màn hình. 

Cả hai hãng sản xuất CPU lớn nhất thế giới là AMD và Intel đều giới thiệu các công nghệ của riêng mình được thiết kế nhằm tối ưu hóa hiệu suất CPU với các nhiệm vụ nhất định và các phần mềm nhất định. Và cần hiểu được bản chất của từng công nghệ để chọn CPU một cách hợp lý. 

Để cải thiện hiệu suất tính toán, các hãng chip đã đưa thêm một đơn vị logic số học ( ALU ) nữa vào CPU. Về lý thuyết thì tức là tốc độ xử lý sẽ tăng gấp đôi. Dùng 02 ALU cũng như  có hai người cùng làm việc trong bếp thay vì một người : công việc sẽ kết thúc nhanh chóng .

Ngoài việc dùng nhiều ALU, Intel còn đưa cả Đơn vị dấu phẩy động (FPU – Floating Point Unit ) vào CPU. FPU xử lý các số cực lớn và cực nhỏ (với rất nhiều số thập phân). Trong lúc FPU xử lý các phép tính này, ALU tự do làm các việc khác cùng một lúc , giúp tăng tốc độ xử lý. 

AMD và Intel còn tăng tốc độ xử lý lệnh bằng cách xếp hàng ( Pipe ) các câu lệnh, hoặc chạy chúng gần như song song với nhau. Việc thực thi một câu lệnh gồm rất nhiều bước riêng rẽ -- như Tìm nạp rồi Giải mã.

Những CPU trước kia phải hoàn thành toàn bộ một câu lệnh rồi mới bắt đầu chuyển sang câu tiếp. Nhưng giờ đây đã có các mạch riêng biệt để xử lý các bước riêng biệt. Một khi câu lệnh đã được chuyển từ bước đầu xuống bước tiếp theo, các mạch Logic thực hiện bước đầu tiên được tự do có thể chuyển luôn sang câu lệnh tiếp theo, giúp tăng tốc quá trình.  Việc này tương tự như trèo lên bậc thang : ngay khi chân bạn rời bậc thang người phía sau bạn có thể đặt chân lên nấc thang này .

Ngoài ra còn một số bổ sung khác nhằm tăng tốc độ như việc Dự đoán rẽ nhánh – Branch Prediction  ( đoán xem lệnh nhảy của chương trình sẽ làm gì tiếp theo); Thực hiện suy đoán ( Speculative Execution )  , thực hiện nhánh đã dự đoán trước; và thực thi công việc không theo thứ tự ( OOO , Out-of-Order ) , có nghĩa là khả năng hoàn thành một chuỗi câu lệnh không theo thứ tự bình thường của chương trình. 

Cache L1/L2/L3

Mỗi khi CPU cần tìm nạp dữ liệu, tình trạng thắt cổ chai có thể xảy ra nếu dữ liệu ở một nơi quá xa – ví dụ như ở bộ nhớ ngoài, đầu tiên cần truy cập, sau đó quét để tìm kiếm rồi mới Đọc dữ liệu . Từ vâns đề này đã xuất hiện ý tưởng thêm bộ nhớ trực tiếp vào bộ xử lý, tạo ra một không gian lưu trữ nhỏ cho các dữ liệu thường dùng. Nếu CPU không phải di chuyển ra ngoài để lấy dữ liệu, nó có thể hoạt động hiệu quả hơn. Bộ nhớ này thường được gọi là Cache. 

Cache trong CPU được chia thành các cấp độ khác nhau, liên quan tới cả kích thước Cache lẫn tốc độ truy cập. Cache Level 1 (L1) thường nhỏ nhưng chạy rất nhanh, là nơi đầu tiên CPU tìm đến khi cần dữ liệu. Nếu một đoạn dữ liệu cần có xuất hiện trong cache L1 thì bạn sẽ có ngay kết quả, nếu không CPU sẽ phải tìm đến cache Level 2 (L2). Cache L2 thường có kích thước lớn hơn nhiều so với Cache L1, và lý thuyết thiết kế này có một lợi thế đặc biệt. Với Cache L1 nhỏ, việc tìm dữ liệu diễn ra rất nhanh. Cache L2 lớn hơn sẽ chứa được nhiều dữ liệu hơn và quét tìm kiếm cũng lâu hơn, nhưng do đây không phải là nơi đầu tiên CPU tìm đến nên bạn sẽ đánh đổi giữa thời gian trễ (cần thiết để thực hiện phép tính) và tỉ lệ thành công của việc tìm kiếm trong cache. Ví dụ như CPU Core 2 Duo của Intel có Cache Level 1 là 64KB, và cache Level 2 tới 4MB.

Ngoài ra còn có Cache Level 3. Tuy trước đây Cache L3 chỉ có trong CPU máy chủ nhưng giờ đây nó đã xuất hiện trên cả một số bộ xử lý cho máy để bàn cho người dùng – bộ xử lý P4 Extreme Edition của Intel (mật danh Gallatin ), có cache L3. Do Cache L3 sẽ được tìm đến cuối cùng nên nó còn lớn hơn -- trong P4 Extreme Edition cache L3 là 2MB, gấp 4 lần cache L2 (512KB).Do toàn bộ cache đều nằm trên khuôn CPU nên việc tìm kiếm trên cache này vẫn dễ hơn so với việc tìm đến một bộ nhớ ngoài hoặc ổ cứng chẳng hạn.  

Nanomet

Một cách đo lường độ tinh vi của CPU chính là số lượng Transistor có trong CPU. Việc đưa hàng triệu Transistor vào một khuôn silicon để chúng có thể hoạt động bình thường thực sự là một thách thức, và các nhà sản xuất đã trả hàng tỉ đôla để cải tiến quy trình để làm sao đưa được nhiều Transistor lên đó . Nói một cách đơn giản, khoảng cách giữa các Transistor càng nhỏ, bạn càng đưa được nhiều transistor vào một không gian nhỏ, và càng sản xuất được nhiều Chip trên một Wafer silicon, từ đó tăng hiệu suất và giảm giá thành.  

Chip silicon được khắc axit bằng tia cực tím, và bước sóng của tia –  ảnh hưởng tới kích thước của Transistor – được tính bằng nanomet, hay một phần tỉ của met. Các CPU cao cấp hiện đại nhất của Intel được sản xuất bằng quy trình 32 nm.

CPU Athlon 64 X2 của AMD thì được sản xuất bằng công nghệ 90nm, còn CPU Phenom cũng của AMD thì bằng công nghệ 65 nm. Bạn cũng có thể gặp các quá trình được đo bằng micron – 1 micron = một phần triệu met, vì thế quy trình 90nm bằng quy trình .09 micron. Phenom II được sản xuất bằng công nghệ 45nm .

Trong một quy trình chế tạo, nhà sản xuất thường dùng cùng một cấu trúc cơ bản và quy trình micron thống nhất cho tất cả kiểu CPU trong cùng họ sản phẩm . Các hãng thường đặt mật danh cho các nhân này trong quá trình phát triển, và tuy những mật danh này không được sử dụng trên thị trường nhưng rất hay xuất hiện trong các cuộc thảo luận về bộ xử lý của cả hai hãng. Ví dụ như Intel có một số lượng lớn bộ xử lý xây dựng trên nhân Prescott, tất cả đều sử dụng một cấu hình cấu trúc tương tự. Nhân Prescott được sản xuất bằng quy trình 90nm, xử lí lệnh bằng 31 giai đoạn ( Stage )  và tập lệnh SSE3, thậm chí một số bộ xử lý 2 nhân của hãng này còn được xây dựng trên một biến thế của nhân Prescott. 

Tốc độ xung nhịp

Để đồng bộ hóa các hoạt động của CPU, một chiếc đồng hồ dạng như máy nhịp sẽ gửi các nhịp được đặt giờ chính xác đến toàn CPU. Đây được gọi là chu kỳ xung nhịp và thường được đo bằng gigahertz (GHz). Độ GHz càng cao, tốc độ xung nhịp CPU càng lớn. Trước đây tốc độ xung nhịp cho biết tốc độ CPU, nhưng càng ngày nó chỉ là một vai trò nhỏ trong bức tranh tổng thể. 

Với người dùng thì mọi việc đã dễ dàng hơn rất nhiều với thời 5-10 năm trước, khi mà tốc độ xung nhịp là thước đo chính cho tốc độ CPU. Với sự xuất hiện của những công nghệ mở rộng và công nghệ tăng tốc như Hyperthreading, bộ xử lý 64-bit có thể chạy ứng dụng 32-bit và việc chuyển một phần công việc sang xử lí ở các GPU riêng biệt, giờ đây tốc độ xung nhịp đóng góp ít hơn vào tốc độ tổng thể của CPU. Tức là CPU ngày nay không chỉ được đo bằng số lượng chu kỳ hoạt động thực hiện được trong một giây, mà còn bằng số phép tính chúng thực hiện được trong mỗi chu kỳ .  

Cả Intel lẫn AMD đều đầu tư rất nhiều vào việc tối ưu hóa kết quả của từng chu kỳ, và điều này càng làm cho tốc độ xung nhịp trở nên kém quan trọng. Nhất là trên thị trường thiết bị di động, nơi mà thời gian dùng pin quan trọng hơn mọi yếu tố khác.   

Front side bus (FSB)

FSB là điểm nối đầu tiên giữa CPU và chipset đầu tiên của bo mạch chủ. Thông số bo mạch chủ gồm có tần số FSB đo bằng MHz, hay thậm chí là Ghz (như chu kỳ xung nhịp CPU). Sự kết hợp giữa tốc độ FSB và số nhân nội bộ của bộ xử lý sẽ quyết định tốc độ cuối cùng của CPU. Với bản thân bộ xử lý, tốc độ FSB đã phát triển rất nhanh, các bo mạch chủ hiện đại hỗ trợ tốc độ FSB từ 533MHz đến 1600MHz.

FSB của Chipset 865 nối CPU với tốc độ cao nhất là 6.4GB/s

Những CPU mới như Core i7 của Intel lại không sử dụng kết nối FSB mà dùng kiểu QPI ( QuickPath Interconnect )

Overclock

Overclock là một thú vui của nhiều người đam mê công nghệ, là quá trình tăng tốc CPU bằng cách thay đổi tần số hoạt động của nó. Tốc độ xung nhịp là sự kết hợp giữa tốc độ FSB của bo mạch chủ và tỉ lệ nhân tần của CPU. Khi thay đổi một trong hai nhân tố này, bạn có thể tăng tần số chung của bộ xử lý. Để làm được điều này, cả bo mạch chủ lẫn bộ xử lý đều phải hỗ trợ Overclock. 

Cách thông thường nhất để ngăn người dùng Overclock là khóa tỉ lệ nhân tần trên CPU lại. Các hãng sản xuất vẫn tranh cãi về sự khó khăn của việc thay đổi dấu nhân xung nhịp trên CPU của họ, và không chính thức cấm việc làm này, mặc dù trên các CPU cao cấp như Intel Core Extreme hoặc AMD Black Edition không hề có khóa số nhân xung nhịp. 

Khi sản xuất CPU, đầu tiên nhà sản xuất phải kiểm tra từng CPU ở tốc độ tối đa lý thuyết. Nếu đạt, nó sẽ được bán như một chip tốc độ cao và tất nhiên giá cũng cao. Nhưng nếu không đạt  thì nó sẽ tiếp tục được kiểm tra ở tốc độ thấp hơn, và bán với giá thấp hơn, hoặc hủy luôn sản phẩm. Từ quan điểm nhà sản xuất, họ càng bỏ đi ít Chip thì càng sinh lợi. 

Do đó vẫn có đất cho việc overclock chip, nhưng cần cẩn thận. Không hãng CPU nào có bảo hành cho những chip đã Overclock bởi khi chạy nhanh hơn, nhiệt độ chip cũng tăng cao hơn so với khi chưa Overclock. Suy cho cùng, nếu nó chạy được ở tốc độ cao thì giá bán ban đầu của nó đã cao. Tuy nhiên nhiều người dùng chuyên nghiệp vẫn cố làm điều này và thay đổi hệ thống làm mát trong PC để hạ thấp lượng nhiệt sinh ra, bằng cách đưa bộ điều nhiệt và quạt gió lớn hơn vào một PC được làm mát bằng nước, chạy ở tốc độ lớn hơn nhiều so với quy định.

Intel đối đầu với AMD

Khi quảng cáo cho CPU của mình, cả Intel và AMD đều khiến người mua CPU lần đầu phải lúng túng. Cả hai đều nhấn mạnh rằng tốc độ xung nhịp của một bộ xử lý không thể đại diện cho tốc độ của bộ xử lý đó, mà cần xét nhiều yếu tố khác nữa. 

AMD là hãng đầu tiên sử dụng quan điểm này. Họ cấp cho mỗi model bộ xử lý của mình những con số cho biết tốc độ phần mềm tương đối bên trong gia đình bộ xử lý AMD. Ví dụ một bộ xử lý AMD Athlon 64 X2 5000+ không phải có tốc độ xung nhịp 5GHz – mà chạy ở tốc độ 2.6GHz.

Trường hợp ngoại lệ là dòng Athlon 64 FX, chỉ có những con số sắp xếp ngẫu nhiên 2 ký tự để phân biệt. Chip Athlon 64 FX là FX-51, còn chip mới nhất là FX-74. Theo AMD, việc thiếu một số model tương đối trong serie FX là bởi nhóm khách hàng cao cấp của CPU Athlon 64 FX có xu hướng tự kiểm định bộ xử lý để tìm ra tốc độ thực.

Còn Intel thì bỏ tốc độ xung nhịp khỏi thông số chung. Thay vào đó bạn nhận được 1 con số gồm 4 ký tự, trước đó là 1 hoặc 2 chữ cái cùng với tên model cho biết tính năng của bộ xử lý đó, 2 nhân hay 4 nhân, cùng vị tí của nó trong gia đình bộ xử lý so với các bộ xử lý khác. Sự khác biệt về số không đại diện cho tốc độ thực, nhưng cho biết sự có mặt hay vắng mặt của các tính năng khác ví dụ như liệu CPU có tốc độ FSB cao hơn hay không. 

Ví dụ, Intel Core 2 Duo E6700 và E6750 chỉ khác nhau về tốc độ FSB (1066MHz so với 1333MHz). Còn Core 2 Quad Q6600 và Core 2 Duo E6600 thì có cùng tốc độ xung nhịp (2.4GHz), tuy rằng Core 2 Quad Q6600 có 4 nhân, còn Core 2 Duo E6600 có 2 nhân.

Ổ cắm và khe cắm

Dạng khe cắm trên bo mạch chủ quyết định bộ xử lý nào có thể chạy trên nó – bạn không thể cắm chip AMD vào bo mạch chủ thiết kế cho chip Intel. Chipset và bộ xử lý có sự liên kết không thể tách rời, và ưu điểm của nó là nếu bạn tìm mua CPU mới thì bạn sẽ có cả bo mạch chủ lẫn chipset hỗ trợ.  

Có thể bạn còn cần xem xét mua thêm bộ nhớ mới, một nhân tố sẽ thay đổi theo thời gian. Với xu hướng chuyển sang bộ nhớ DDR3 tốc độ cao trên bo mạch chủ Intel, có thể bạn sẽ không thể lấy bộ nhớ 1GB từ chiếc máy tính cũ lắp vào chiếc mới nữa; khe cắm DDR3 không tương thích với khe cắm DDR2. Hiện tại nhiều bo mạch chủ trên thị trường có khe cắm DDR3. Một số bo mạch chủ có cả khe cắm DDR2 và DDR3, vì thế sử dụng được cả 2 công nghệ này.  

Intel có Chipset cho bộ xử lý của mình, và sản xuất cả bo mạch chủ, tuy một số hãng thứ ba (như ASUS, Abit, Gigabyte và MSI) cũng được phép sử dụng chipset trên bo mạch chủ của họ . Chipset tích hợp này làm việc cả với CPU để thực hiện một số công việc liên quan đến CPU. Bạn nên mua bo mạch chủ với chipset mới nhất bởi nó sẽ có những tính năng và tốc độ tốt nhát cho dòng CPU rộng nhất. Nhưng nếu ngân sách có hạn thì bạn có thể chọn một bo mạch chủ sử dụng chipset cũ hơn một chút. Cần chú ý rằng bo mạch chủ bạn muốn mua phải có chipset hỗ trợ CPU của bạn.  

Dòng bộ xử lý máy để hiện tại của Intel sử dụng LGA775 , 1156 , 1136 không chân cắm , vì thế cần có bo mạch chủ có Socket  LGA775 , 1156 , 1136 tương ứng . Pentium 4 thì có khe cắm 478 chân. Về phần AMD, gói Socket AM2 đang nổi lên còn Socket 939 thì đã lỗi thời. Các model cũ sử dụng cấu hình Socket 754. Một dạng khe cắm nữa được sử dụng cho các CPU Athlon cao cấp là CPU Athlon 64 FX dùng khe cắm 940 chân  và một chipset cần bộ nhớ đắt tiền hơn. Một số CPU Athlon 64 FX mới nhất thì dùng một gói LGA gọi là Socket F không có chân, chủ yếu dùng cho CPU Opteron của AMD. Opteron là một CPU dành cho máy tính trạm và máy chủ cao cấp. Các bo mạch chủ cho các CPU này có thể sử dụng bộ nhớ thông thường hoặc đặc biệt. Cả Intel và AMD đều cung cấp nguồn web để bạn biết được chipset phù hợp với từng bộ xử lý( Intel: http://indigo.intel.com/mbsg/  AMD:   http://www.amd.com/us-en/Processors/TechnicalResources/0,,30_182_869,00.html ).

Bộ vi xử lí nhiều nhân

Trong vài năm gần đây các hãng không ngừng cạnh tranh nhằm tăng sức mạnh xử lí CPU mà không ảnh hưởng đến lượng điện tiêu thụ hay lượng nhiệt tỏa ra. Đơn giản là CPU càng tiêu thụ nhiều điện thì càng tỏa ra nhiều nhiệt, khiến chi phí vận hành tăng lên và làm giảm tuổi thọ của bộ xử lý. 

Cả AMD và Intel đều xử lý vấn đề này bằng CPU đa nhân. Đây là các CPU có thể chứa một, hai, ba  bốn và thậm chí tới 6 lõi , với bộ nhớ cache dành riêng cho từng lõi .

CPU 2 lõi ( Dual-Core )  là loại đầu tiên ra mắt thị trường với dòng chip Athlon 64 X2 của AMD, và Pentium Processor Extreme Edition 840 của Intel. Và phát triển mạnh nhất là Core 2 Duo là CPU 2 nhân phổ biến nhất của Intel, còn dòng X2 của AMD thì vẫn phát triển tốt. Việc đưa 2-lõi lên một PC cũng chẳng có gì mới, mặc dù trước đây chúng chủ yếu dành cho máy tính doanh nghiệp. Tuy nhiên nếu bạn đang chạy các phần mềm tận dụng được nhiều bộ xử lý thì bạn sẽ thấy sự ưu việt rõ rệt của CPU 2 nhân.  

Tương tự, nếu thích dùng nhiều ứng dụng tốn bộ xử lý cùng một lúc – như vừa quét virus vừa mã hóa video và lướt web – thì bạn sẽ thấy lợi ích của CPU 2 nhân. CPU 4 nhân còn đa năng hơn nữa. 

Core 2 Extreme QX6700 của Intel là CPU 4 nhân đầu tiên ra mắt thị trường, thực ra là 2 bộ vi xử lí Core 2 Duo E6700 được gắn lại với nhau. Trong khi đó CPU Phenom của AMD thì chứa 4 nhân tách biệt chứ không phải ghép thành từ 2 CPU 2 nhân, và AMD gọi đây là thiết kế 4 nhân “nguyên bản.” Việc sử dụng 4 nhân tách biệt cho phép AMD ra mắt một loại CPU 3 nhân dành cho những người cần dùng nhiều hơn 2 nhân nhưng không đủ tiền mua CPU 4 nhân cao cấp. 

Nếu 4 nhân vẫn chưa đủ cho bạn thì hãy thử xem hệ thống 02 Socket của AMD, có thể chạy 2 CPU 4 nhân, tổng cộng là 8 nhân! Nền tảng 8 nhân này cần một bo mạch chủ đặc biệt có 2 ổ cắm Socket F và chạy 2 CPU AMD Phenom FX.

Cũng như các bộ xử lý 64 bit, các CPU 2 nhân, 3 nhân và 4 nhân sẽ phát huy hết tác dụng khi xuất hiện thêm các ứng dụng được viết đặc biệt cho CPU đa nhân. Khi đó phần cứng và phần mềm sẽ hợp tác với nhau hiệu quả nhất.

Bộ xử lý 64-bit

Nếu hôm nay bạn mua một PC mới, hầu hết là những CPU 64-bit . Việc chuyển từ CPU 32-bit sang 64-bit chủ yếu là do các hạn chế về dung lượng bộ nhớ mà CPU 32-bit có thể truy cập.

CPU 32-bit có thể truy cập cùng lắm là 4 GB dữ liệu. Với nhiều người thì thế là đủ, nhưng khi sử dụng các ứng dụng phức tạp hơn như chơi game, xử lý video hoặc thậm chí là làm việc với các cơ sở dữ liệu lớn thì đây lại trở thành một nhân tố làm chậm tốc độ hệ thống. Khi bộ nhớ chính trong PC để bàn ngày càng phình to, ngưỡng 4GB càng nhanh bị phá vỡ. 

CPU 64-bit thì không gặp phải hạn chế này, bởi dung lượng truy cập của nó lớn hơn nhiều so với CPU 32- bit, lên tới 16 EB ( exabytes ) bộ nhớ -- bằng 16 tỉ GB . Giao diện dữ liệu 64-bit giúp tăng gấp hai lượng dữ liệu tìm nạp được tại một thời điểm, tăng lượng dữ liệu luân chuyển bên trong bộ xử lý. 

Các bộ xử lý 64-bit đầu tiên được thiết kế cho máy chủ sử dụng hệ điều hành 64-bit, nhưng các bộ xử lý 64 bit ngày nay xuất hiện cả trong các sản phẩm dành cho người dùng như dòng CPU Athlon 64 của AMD. Chúng có thể sử dụng trong cả máy tính dùng hệ điều hành 32-bit và 64-bit. Vì thế với một CPU 64-bit, bạn vẫn có được tốc độ cao của các ứng dụng hiện có, và chuẩn bị sẵn sàng khi các ứng dụng 64-bit trở nên phổ biến. Còn hiện tại, game là lĩnh vực tận dụng nhiều nhất CPU 64-bit.  

AMD

AMD là hãng sản xuất bộ xử lý đầu tiên cung cấp CPU 64-bit với Athlon 64. Hãng nhanh chóng chỉ ra rằng công nghệ này phù hợp cho cả các ứng dụng hiện tại lẫn ứng dụng 64-bit sau này. Ngày nay gần như tất cả các CPU AMD đều xử lý được câu lệnh 64-bit.  

Để đưa công nghệ xử lý 64-bit lên máy để bàn, AMD sử dụng nhiều cách, bởi cả Athlon FX, Athlon 64 và Phenom đều hỗ trợ nhiều Mode, chạy trên cả phần mềm và hệ điều hành 32-bit và 64-bit, thậm chí cả các ứng dụng 32-bit trên hệ điều hành 64-bit.

Bạn nên chuẩn bị sẵn nhiều ứng dụng và Driver chạy trên hệ điều hành 64-bit xuất hiện. Nhiều ứng dụng 32- bit vẫn chạy được trên Vista 64 bit, nhưng tính ổn định và tương thích là một vấn đề lớn bởi Driver cho nhiều phần cứng (card mạng không dây chẳng hạn) vẫn không chạy ổn định trong môi trường 64 bit. 

Athlon 64 và Athlon 64 FX

AMD đã cung cấp 3 dạng bộ xử lý 64-bit, hướng tới các mảng thị trường khác nhau, có cấu trúc và đóng gói khác nhau. Khi mới ra mắt, dòng Athlon 64 FX là phiên bản cao cấp của Athlon 64, với mạch điều khiển bộ nhớ Dual-Channel tích hợp trong chip, tăng gấp đôi cache L2 và Socket 939 .

CPU Athlon 64 FX mới hơn thì được xây dựng theo tiêu chuẩn giống như CPU Athlon 64 X2, dùng Socket AM2 với các mức cache và mạch điều khiển bộ nhớ Dual-Channel tích hợp tương tự. AMD coi dòng XF là dòng chip cao cấp với tốc độ xung nhịp cao, không khóa số nhân xung nhịp nên được những người thích Overclock quan tâm.  

Các bộ xử lý 64 bit của AMD là lựa chọn tuyệt vời cho việc chơi game bởi các thành phần như mạch điều khiển bộ nhớ CPU đã được tích hợp vào CPU và làm giảm thời gian trễ bộ nhớ, cả các game đơn tuyến cũng tận dụng được thanh ghi bộ nhớ bổ sung trong Athlon 64 X2 và Athlon 64 FX. Nhiều hệ thống game đã được viết lại để tận dụng bộ xử lý 64 bit. 

Tuy nhiên những bộ vi xử lí trên hiện tại AMD đã ngừng hoàn toàn việc bán và sản xuất .

AMD Phenom

AMD Phenom là kế tục của AMD Athlon, hiện vẫn chưa có mặt trên thị trường. Phenom sẽ được sản xuất bằng công nghệ 65 nm, vì thế nhỏ hơn nhiều và chạy mát hơn nhiều so với Athlon, sử dụng được trong nhiều cấu hình. Ví dụ như Phenom có các bản 2 nhân, 3 nhân và 4 nhân, phù hợp với nhiều nhu cầu và ngân quỹ khác nhau. Với dân chuyên nghiệp thì nền tảng Phenom Quad-FX sẽ cho phép đưa 2 CPU Phenom 4 nhân vào một bo mạch chủ, tổng cộng là 8 nhân. 

AMD hiện nay đã sản xuất Phenom II được chế tạo bằng công nghệ 45nm và cao cấp nhất cho dòng máy để bàn của họ là Phenom II X6 với 6-lõi  

Cool n Quiet là gì?

Cool n Quiet là công nghệ điều tiết CPU của AMD giúp thay đổi linh hoạt tỉ lệ nhân tần và điện áp CPU tùy vào lượng công việc đang thực hiện. Tức là nếu bạn chỉ lướt web nhẹ nhàng thì nó sẽ giảm bớt tốc độ bộ xử lý và lượng điện tiêu thụ, nhưng nếu bạn làm một công việc nặng hơn như mã hóa video thì nó sẽ tăng trở lại. AMD cho biết họ có thể giảm lượng điện tiêu thụ xuống tới 40 watt. Từ quan điểm của người dùng cuối thì công nghệ này cũng tương tự như công nghệ SpeedStep của Intel, mặc dù AMD đã chọn cách áp dụng nó với bộ xử lý desktop. Công nghệ tương tự của AMD dành cho thiết bị di động mang tên AMD PowerNow!.

Với những bộ vi xử lí Phenom II X6 mới của AMD công nghệ tiết kiệm điện năng và nâng cao hiệu suất làm việc khi cần với tên gọi Turbo CORE lại được nâng cấp mức độ cao hơn . Chúng tôi đã có riêng một bài đề cập tới công nghệ mày .

Enhanced Virus Protection là gì?

Enhanced Virus Protection là một công nghệ an ninh áp dụng cho dòng Athlon 64/FX của AMD và một số sản phẩm trong dòng Sempron. Nó kết hợp với  Windows XP Service Pack 2 để ngăn các ứng dụng nhất định lâm vào tình trạng tràn bộ nhớ đệm, gây nguy hiểm cho an ninh hệ thống.  

HyperTransport là gì?

HyperTransport là một công nghệ có tên ban đầu là Lightning Data Transport (LDT), được AMD hợp tác với các đối tác khác phát triển. Đây là một bus hệ thống tốc độ cực nhanh đang được AMD và các thành viên khác của HyperTransport Consortium sử dụng như Apple. Bên trong các cấu trúc của AMD, Hypertransport sẽ cấp một đường nối có tốc độ đến 4000MHz . 

Intel

Vi cấu trúc Core là gì? 

Vi cấu trúc Core là cái tên mà Intel dành cho toàn bộ nhóm công nghệ trong dòng CPU Core 2. Những công nghệ này bao gồm Wide Dynamic Execution, cho phép các CPU Core 2 Duo xử lý tối đa 4 câu lệnh mỗi chu kỳ xung nhịp, và Advanced Smart Cache, tối ưu hóa cache để sử dụng trên nhiều nhân . Bạn có thể tìm kiếm thêm thông tin về vi cấu trúc Core này tại Web site Intel , nhưng ngắn gọn thì đây là những công nghệ được thiết kế để hạ thấp thời gian trễ của một CPU nhất định và nhờ đó tăng hiệu suất dữ liệu. 

Core 2 Duo và và Core 2 Extreme

Core 2 Duo là một  CPU có tốc độ cao, nhưng không phải dành cho những người dùng có nhu cầu quá lớn. Danh hiệu này thuộc về Core 2 Extreme. Extreme vẫn dùng các công nghệ như Core 2 Duo, nhưng tỉ số  nhân xung nhịp của nó không bị khóa, vì thế nó có thể được Overclock dễ dàng. Các CPU Extreme đầu tiên được phát hành từ thời Pentium 4, dựa trên nhân Gallatin cải tiến trong dòng Xeon của Intel, nhưng sau đó chuyển sang nhân Prescott, cũng dùng trong CPU Pentium 4.  

Có rất nhiều điểm khác biệt giữa CPU Extreme và các CPU khác, có thể nhận diện bằng tên gọi của chúng. Dấu ‘X’ cho biết CPU là Extreme, ví dụ như  là Core 2 Extreme X6800 là một CPU có tốc độ 2.93GHz. Còn Core 2 Extreme QX6850 là một CPU Extreme 4 nhân (đánh dấu bởi chữ Q), có tốc độ 3GHz.

Hyperthreading là gì?

Hyperthreading là một công nghệ được dùng trong nhiều CPU Pentium 4 của Intel . Nó là tiền thân của bộ vi xử lí Dual-Core ,  cho phép một CPU xử lý được nhiều tuyến cùng lúc và từ đó tăng tốc ứng dụng về lý thuyết. Không nên nhầm công nghệ này với các bộ xử lý 2 nhân. Bởi các bộ xử lý này có nhiều CPU trong một gói CPU, vì thế cũng xử lý được đa tuyến. Còn Hyperthreading phụ thuộc vào các phần mềm có thể tận dụng được tài nguyên Hyperthreading, và mặc dù nhiều ứng dụng – trong đó có Windows XP và Vista – cũng là đa tuyến, nhưng trên thực tế Hyperthreading chưa cho thấy tạo được bước nhảy vọt về tốc độ..

SSE3 là gì?

SSE3 là thế hệ Streaming SIMD Extensions thứ ba của Intel. Cũng như những thế hệ trước đó, đây là một loạt gồm nhiều câu lệnh dành riêng cho việc tăng tốc các ứng dụng tốn bộ xử lý như biên tập video hay chơi game. Công nghệ SSE3 được giới thiệu lần đầu với nhân Prescott, nhưng cũng xuất hiện trong dòng CPU Core 2, và thậm chí cả một số sản phẩm của AMD nhờ hợp đồng chéo giữa hai công ty này. 

(Nguồn: tuvantinhoc1088)