CPU Là Gì? CPU Hoạt Động Như Thế Nào?

29 Thg 08 2023

Trong thế giới công nghệ hiện đại, CPU là một thành phần cốt lõi đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện và điều khiển các hoạt động tính toán. Vậy CPU hoạt động như thế nào? Tại sao nó lại được coi là bộ não của máy tính? Hãy cùng khám phá CPU là gì trong bài viết dưới đây của CloudFly nhé.

cpu là gì

1. CPU là gì?

CPU viết tắt của Central Processing Unit, là bộ xử lý trung tâm, đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện và phân tích các phép toán, so sánh và logic của hệ thống máy tính. Bên cạnh đó, CPU còn có khả năng xử lý các yêu cầu cơ bản về xuất và nhập dữ liệu từ người dùng.

Ngoài ra, CPU còn được biết đến với các thuật ngữ khác như Processor, Microprocessor, hay Central processor. CPU được xem là đầu não và điều khiển toàn bộ hoạt động. Nhiệm vụ của nó bao gồm xử lý dữ liệu từ phần mềm hệ thống và ứng dụng cũng như từ phần cứng đang hoạt động trên máy tính hoặc laptop của bạn.

2. CPU hoạt động như thế nào?

Một CPU có nhiệm vụ chính là điều khiển toàn bộ quá trình làm việc của máy tính dựa trên các thuật toán và thao tác được thực hiện bởi người dùng. CPU sẽ tiếp nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi như chuột, bàn phím, máy in,... Và kết hợp với các chương trình đã được lập trình trên máy tính. Sau đó, nó thực hiện xử lý thông tin qua các phép tính phân tích, logic và so sánh để tạo ra kết quả hiển thị trên màn hình. Đồng thời, CPU cũng xử lý các yêu cầu từ những thiết bị ngoại vi một cách nhanh chóng. Nếu bạn muốn tìm hiểu về quá trình vận hành cốt lõi của CPU, thì nó thường đi qua ba bước chính dưới đây:

2.1. Tìm nạp

Các bước trong quá trình tìm nạp liên quan đến việc xử lý một lệnh dưới dạng chuỗi chữ số, được đưa vào CPU thông qua RAM. Mỗi lệnh đại diện cho một yếu tố nhỏ trong chuỗi thao tác. Do đó, CPU cần biết lệnh tiếp theo là gì.

Bộ đếm chương trình (PC) sẽ giữ địa chỉ của lệnh hiện tại. Sau đó cả bộ đếm chương trình và chuỗi lệnh sẽ được chuyển vào thanh ghi lệnh (IR). Để đảm bảo việc tham chiếu cho địa chỉ của lệnh tiếp theo, độ dài của bộ đếm chương trình sẽ tăng lên.

2.2. Giải mã

Khi lệnh đã được tìm nạp và lưu trữ trong thanh ghi lệnh, CPU sẽ chuyển lệnh đến bộ giải mã. Bước này sẽ chuyển các tín hiệu của lệnh đến các vị trí khác trong CPU để vận hành.

2.3. Thực thi

Trong bước thực thi, các lệnh đã được giải mã thành công sẽ được gửi đến các bộ phận phù hợp trong CPU để thực hiện. Kết quả của quá trình này sẽ được ghi vào CPU register - nơi mà chúng sẽ được tham chiếu bởi các lệnh tiếp theo, tương tự như chức năng của bộ nhớ trong máy tính.

cpu hoạt động như thế nào

3. Cấu tạo của CPU là gì?

3.1. Khối điều khiển

Khối điều khiển, còn được gọi là Control Unit (CU), thực hiện những nhiệm vụ quan trọng như:

CU đảm nhận vai trò dịch các lệnh có trong chương trình máy tính.
CU điều khiển quá trình xử lý các lệnh.

Đây là một thành phần quan trọng hàng đầu trong bộ xử lý trung tâm, được cấu tạo bởi mạch logic so sánh và các chi tiết bán dẫn transistor. Ngoài ra, xung nhịp đồng hồ cũng là yếu tố quan trọng để điều tiết chính xác hoạt động của CU.

3.2. Khối tính toán

Khối tính toán trong CPU có tên gọi là Arithmetic Logic Unit (ALU), chịu trách nhiệm thực hiện các phép toán gồm cả phép số học, logic và so sánh. Khi hoàn thành các phép toán này, ALU sẽ tạo ra kết quả và trả về bộ nhớ hoặc các thanh ghi tương ứng.

3.3. Các thanh ghi

Thanh ghi (Registers) là những bộ nhớ có dung lượng thấp, tuy nhiên chúng lại đáp ứng với tốc độ truy cập vô cùng nhanh. Chức năng chính của các thành phần này là lưu trữ dữ liệu hoặc kết quả tạm thời, bao gồm kết quả của các phép tính, dữ liệu từ các ô nhớ, toán hạng và thông tin điều khiển. CPU sẽ có nhiều thanh ghi, trong đó có một thanh ghi quan trọng nhất là PC – Program Counter (bộ đếm chương trình) xác định lệnh sẽ được thực hiện tiếp theo.

3.4. Opcode

Opcode trong CPU là một thành phần chứa mã máy cụ thể cho các lệnh mà bộ xử lý trung tâm thực hiện từ các tập lệnh đã được phê duyệt.

3.5. Phần điều khiển

Khối điều khiển trong CPU chịu trách nhiệm thực hiện hai nhiệm vụ chính là: điều khiển toàn bộ các khối được tích hợp trong CPU và kiểm soát tần số xung nhịp của hệ thống.

Một số thông tin liên quan đến xung nhịp trong bộ xử lý trung tâm:

Mạch xung nhịp sẽ thực hiện điều chỉnh trong khoảng thời gian cố định để đảm bảo đồng bộ giữa các thao tác cả bên trong và bên ngoài CPU,.
Một chu kỳ xung nhịp là khoảng thời gian giữa hai xung gọi liên tiếp.
Tốc độ xung nhịp được đo bằng hàng triệu đơn vị trong mỗi giây (MHz), dựa trên xung tín hiệu chuẩn được tạo ra bởi mạch xung nhịp hệ thống.

4. Các loại CPU sử dụng phổ biến hiện nay

4.1. CPU Intel

Bộ xử lý trung tâm của Intel đã nhận được sự ưa chuộng từ nhiều người dùng với các sản phẩm được phân phối trên nhiều phân khúc khác nhau như: Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Core i9, Intel Xeon. Với mỗi phân khúc được liệt kê ở trên, Intel còn phát triển các dòng sản phẩm mới hàng năm. Một số dòng phổ biến bao gồm: Intel Core i9 9900k, Intel Core i5 9400F, Intel Core i7 8700k.

4.2. CPU AMD

Giống như CPU của Intel, AMD cũng chia sản phẩm thành các phân khúc riêng biệt như: AMD Ryzen 5, AMD Ryzen 7, AMD Ryzen Threadripper. Một số bộ xử lý trung tâm phổ biến của thương hiệu AMD có hiệu suất cao như: AMD Ryzen 7 3700X, AMD Ryzen 7 2700X và AMD Ryzen 7 2700.

5. Dịch vụ Cloud Server tại CloudFly

CloudFly là nhà cung cấp dịch vụ máy chủ ảo đám mây chất lượng hàng đầu Việt Nam. Cloud Server được trang bị hệ thống mạnh mẽ với CPU Intel Xeon Gold xung nhịp 3.2GHz và sử dụng ổ cứng Enterprise NVMe siêu siêu nhanh. Bạn có thể đăng ký để trải nghiệm dịch vụ với hiệu suất cao và tốc độ vượt trội. Đặc biệt, chỉ từ 122đ/giờ, bạn đã có thể sở hữu một máy chủ ảo cho riêng mình!

>>> Xem thêm:

dịch vụ cloud server tại cloudfly

Hy vọng những thông tin trên đã giúp bạn hiểu hơn CPU là gì và nó hoạt động như thế nào. Nếu bạn còn thắc mắc hay muốn đăng ký Cloud Server, hãy liên hệ ngay với CloudFly để được tư vấn và hỗ trợ nhanh chóng. Đội ngũ kỹ thuật có chuyên môn cao của chúng tôi luôn sẵn sàng 24/7 giải quyết mọi vấn đề của bạn.

THÔNG TIN LIÊN HỆ: