CPU là một thuật ngữ quen thuộc đối với dân IT, tuy nhiên nếu bạn không rành về công nghệ máy tính và chưa từng nghe về CPU thì có thể tìm hiểu thêm trong nội dung bài viết này.
Định nghĩa – CPU là gì?
CPU là trái tim và khối óc của máy tính. Nó nhận dữ liệu đầu vào, thực hiện các hướng dẫn và xử lý thông tin. Nó giao tiếp với các thiết bị đầu vào / đầu ra (I / O), gửi và nhận dữ liệu đến CPU.
CPU là thuật ngữ viết tắt của cụm tiếng Anh central processing unit có nghĩa là bộ xử lý trung tâm/ bộ vi xử lý. CPU xử lý tất cả các hướng dẫn mà nó nhận được từ phần cứng, phần mềm trên máy tính. Nói tóm lại là nó nhận xử lý mọi hoạt động của một chiếc máy tính, CPU phụ thuộc rất nhiều vào chipset, đó là một nhóm vi mạch nằm trên bo mạch chủ.
CPU có hai thành phần:
Thiết bị điều khiển: trích xuất các hướng dẫn từ bộ nhớ, giải mã và thực thi chúng
Đơn vị logic số học (ALU): xử lý các phép toán số học và logic
Để hoạt động chính xác, CPU phụ thuộc vào đồng hồ hệ thống, bộ nhớ, bộ nhớ thứ cấp và dữ liệu và bus địa chỉ.
CPU chứa các đơn vị bộ nhớ trong, được gọi là các thanh ghi. Các thanh ghi này chứa dữ liệu, hướng dẫn, bộ đếm và địa chỉ được sử dụng trong xử lý thông tin của ALU. Một số máy tính sử dụng hai hoặc nhiều bộ xử lý. Mỗi một giao CPU sẽ có một giao diện hoàn toàn độc lập, tương tự mỗi một bộ đệm sẽ có một đường dẫn riêng. Nhiều bộ xử lý là lý tưởng cho các tác vụ song song chuyên sâu đòi hỏi sự đa nhiệm. CPU đa lõi cũng rất phổ biến, trong đó một chip đơn chứa nhiều CPU.
Lịch sử phát triển của CPU
1823 – Nam tước Jons Jackob Berzelius phát hiện ra silicon (Si), ngày nay là thành phần cơ bản của bộ xử lý.
1947 – John Bardeen, Walter Brattain và William Shockley đã phát minh ra bóng bán dẫn đầu tiên tại Phòng thí nghiệm Bell vào ngày 23 tháng 12 năm 1947. Đến 1 năm sau họ được cấp bằng sáng chế.
1958 – Đầu tiên mạch tích hợp lần đầu tiên được phát triển bởi Robert Noyce. IC đầu tiên được công bố chính thức vào ngày 12 tháng 9 năm 1958.
1960 – IBM đã phát triển cơ sở sản xuất hàng loạt tự động đầu tiên cho các bóng bán dẫn ở New York.
1971 – Intel với sự giúp đỡ của Ted Hoff đã giới thiệu bộ vi xử lý đầu tiên – Intel 4004 vào ngày 15 tháng 11 năm 1971. 4004 có 2.300 bóng bán dẫn, thực hiện 60.000 OPS (hoạt động mỗi giây), giải quyết 640 byte bộ nhớ và có giá 200,00 đô la (Tập đoàn Intel được thành lập bởi Robert Noyce và Gordon Moore vào năm 1968). Intel giới thiệu bộ xử lý 8008 vào ngày 1 tháng 4 năm 1972, chip cải tiến được giới thiệu vào 2 năm sau. 2 năm sau vào năm 1976 bộ xử lý 8085 được giới thiệu. Những năm sau đó lần lượt được nâng cấp phiên bản.
1979 – Motorola 68000, bộ xử lý 16/32 bit đã được phát hành và sau đó được chọn làm bộ xử lý cho máy tính Apple Macintosh và Amiga.
Hàng thập kỷ trôi qua, đến năm 2009 – Intel đã phát hành bộ xử lý di động Core i7 đầu tiên – i7-720QM vào tháng 9 năm 2009. Nó sử dụng loại ổ cắm Socket G1, chạy ở mức 1.6 GHZ và có bộ đệm L3 6 MB. Cùng năm đó bộ xử lý Core i5 đầu tiên với bốn lõi, i5-750 (bộ đệm 8 M, 2,67 GHz, FSB 1333 MHz) cũng được công bố.
2011 – AMD đã phát hành bộ xử lý máy tính để bàn đầu tiên trong dòng A6 – A6-3650 (bộ đệm 4 M L2, 2,6 GHz, FSB 1866 MHz) vào ngày 30 tháng 6 năm 2011.
2017- AMD đã phát hành bộ xử lý Ryzen 7 đầu tiên của họ, các model 1700, 1700X và 1800X, vào ngày 2 tháng 3 năm 2017. Chúng có tám lõi, chạy ở tốc độ 3.0 đến 3.6 GHz và có bộ nhớ cache L3 16 MB. Cũng trong năm đó AMD đã phát hành bộ xử lý Ryzen 5 đầu tiên với các model 1400, 1500X, 1600 và 1600X vào ngày 11 tháng 4 năm 2017. Chúng có bốn đến sáu lõi, chạy ở tốc độ 3,2 đến 3,6 GHz và có bộ đệm L3 8 đến 16 MB.
2017 – Intel đã phát hành bộ xử lý Core i9 đầu tiên – i9-7900X,= vào tháng 6 năm 2017. Nó sử dụng ổ cắm LGA 2066, chạy ở tốc độ 3,3 GHZ, có 10 lõi và có bộ đệm L3 13,75 MB. Đồng thời họ cũng phát hành bộ xử lý máy tính để bàn đầu tiên với 12 nhân, Core i9-7920X vào tháng 8 năm 2017. Nó chạy ở mức 2,9 GHZ và có bộ đệm L3 16,50 MB. Thêm bộ xử lý máy tính 14 lõi, Core i9-7940X, vào tháng 9 năm 2017 – chạy ở mức 3,1 GHZ và có bộ đệm L3 19,25 MB. Còn thêm cả bộ 16 lõi – Core i9-7960X chạy ở tốc độ 2,8 GHZ và có bộ nhớ cache L3 22 MB. Bộ 18 lõi, Core i9-7980X chạy ở mức 2,6 GHZ và có bộ đệm L3 24,75 MB.
2018 – Intel đã phát hành bộ xử lý di động Core i9 đầu tiên, i9-8950HK, vào tháng 4 năm 2018. Nó sử dụng ổ cắm BGA 1440, chạy ở 2.9 GHZ, có sáu lõi và có bộ nhớ cache L3 12 MB.
Nhìn chung, trong lịch sử của bộ xử lý máy tính, tốc độ ( tốc độ xung nhịp ) và khả năng của bộ xử lý đã được cải thiện đáng kể. Ví dụ, bộ vi xử lý đầu tiên là Intel 4004 được phát hành vào ngày 15 tháng 11 năm 1971 và có 2.300 bóng bán dẫn và thực hiện 60.000 hoạt động mỗi giây. Bộ xử lý Intel Pentium có 3.300.000 bóng bán dẫn và thực hiện khoảng 188.000.000 hướng dẫn mỗi giây.
Các loại CPU
Trước đây, bộ xử lý máy tính đã sử dụng số để xác định bộ xử lý và giúp xác định bộ xử lý nào nhanh hơn. Ví dụ, bộ xử lý Intel 80486 (486) nhanh hơn bộ xử lý 80386 (386). Sau khi giới thiệu bộ xử lý Intel Pentium (về mặt kỹ thuật sẽ là 80586), tất cả các bộ xử lý máy tính bắt đầu sử dụng các tên như Athlon, Duron, Pentium và Celeron.
Ngày nay, ngoài các tên khác nhau của bộ xử lý máy tính, còn có các kiến trúc khác nhau (32 bit và 64 bit), tốc độ và khả năng. Dưới đây là danh sách các loại CPU phổ biến hơn cho máy tính cá nhân và doanh nghiệp.
Bộ xử lý AMD: Bao gồm những cái tên thân thuộc như: K6-2, K6-III, Athlon, Duron, Athlon XP, Sempron, Athlon 64, Mobile Athlon 64, Athlon XP-M, Athlon 64 FX….
Bộ xử lý Intel: Pentium 4, Mobile Pentium 4-M , Pentium D, Celeron, Pentium III, Pentium M, Celeron M, core i5/7/9….
Dòng AMD Opteron và Intel Itanium và Xeon là các CPU được sử dụng trong các máy chủ và máy tính trạm làm việc cao cấp. Một số thiết bị di động, như điện thoại thông minh và máy tính bảng họ đều sử dụng CPU ARM . Những CPU này có kích thước nhỏ hơn, cần ít năng lượng hơn và tạo ra ít nhiệt hơn.
Như với bất kỳ thiết bị nào sử dụng tín hiệu điện, dữ liệu truyền đi khoảng 299.792.458 m/s. Mức độ gần với tốc độ ánh sáng mà tín hiệu có thể nhận được phụ thuộc vào môi trường (loại kim loại trong dây) mà tín hiệu truyền qua. Hầu hết các tín hiệu điện đang truyền đi với tốc độ khoảng 75 đến 90% so với tốc độ ánh sáng.
Hiện nay CPU có thể xử lý dữ liệu và thực hiện nhiều thao tác giống như CPU nhưng nó lại không thể thay thế bởi CPU. Dù máy tính bạn to hay nhỏ tất cả đều cần phải sử dụng đến CPU đây chính là lý do người ta gọi nó là bộ não và trái tim của chiếc máy tính.
