CPU đóng vai trò như trái tim của các thiết bị điện tử. Ảnh: Chụp màn hình

Nếu mới bắt đầu tìm hiểu về máy tính và thiết bị điện tử, các thuật ngữ thường dùng có thể gây hiểu lầm. Một trong những từ ngữ quan trọng mà người mới cần biết là “CPU”, viết tắt của “đơn vị xử lý trung tâm” của các máy tính.

CPU đơn giản là “trái tim” của mọi thiết bị điện tử, từ máy tính đến đồng hồ thông minh và bộ điều nhiệt. Nhiệm vụ chính của CPU là xử lý và thực hiện các chỉ thị, và nó hoạt động như bộ não của thiết bị. Trong bài viết này, cách CPU tương tác với các thành phần khác trong thiết bị và tại sao nó là một phần không thể thiếu trong quá trình tính toán sẽ được giải thích.

CPU: trái tim nằm trên bo mạch chủ

CPU, hay Central Processing Unit, là phần cốt lõi xác định hiệu suất của một thiết bị máy tính. Tuy nhiên, để hoạt động, CPU cần sự hỗ trợ từ các thành phần khác. Nó thường được đặt trong một khu vực đặc biệt trên bo mạch chính, tách biệt với bộ nhớ.

CPU được tạo ra bằng cách xếp hàng tỉ bóng bán dẫn siêu nhỏ lên một con chip. Những bóng bán dẫn này cho phép CPU thực hiện các phép tính cần thiết để thực thi các chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ hệ thống. Chúng luân phiên giữa trạng thái bật và tắt, truyền tải thông tin và tạo nền tảng cho mọi hoạt động trên thiết bị, bất kể đó là xem video hay viết email.

Một trong những tiến bộ quan trọng nhất trong công nghệ CPU là làm cho các bóng bán dẫn trở nên càng nhỏ hơn. Điều này đã làm cho tốc độ CPU tăng lên đáng kể trong nhiều thập kỷ, thường được gọi là “Định luật Moore”.

Ở thời điểm hiện tại, cả máy tính để bàn và máy tính xách tay đều có CPU độc lập, thực hiện nhiều chức năng xử lý cho hệ thống. Tuy nhiên, các thiết bị di động và một số máy tính bảng hiện đại ngày nay sử dụng hệ thống trên chip (System on a chip – SoC), kết hợp CPU với các thành phần khác nhau. Điều này giúp cải thiện hiệu suất và tích hợp nhiều chức năng hơn vào một con chip.

Công việc của CPU

Về cơ bản, CPU nhận lệnh từ các chương trình hoặc ứng dụng và thực hiện phép tính. Quá trình này bao gồm tìm nạp, giải mã, và thực thi lệnh. CPU tìm nạp lệnh từ RAM, giải mã lệnh và sau đó thực thi lệnh bằng cách ra lệnh các bộ phận khác của máy tính. Lệnh có thể liên quan đến phép tính số học, so sánh số, thực hiện các hàm, hoặc di chuyển dữ liệu trong bộ nhớ.

Lõi, tốc độ, và hiệu suất

Ban đầu, CPU chỉ có một lõi xử lý duy nhất, nhưng hiện nay CPU thường có nhiều lõi để thực hiện nhiều nhiệm vụ cùng một lúc, giúp cải thiện hiệu suất đa nhiệm.

Tốc độ xung nhịp (GHz) là một yếu tố quan trọng, nhưng không phải là tất cả. Hiệu suất CPU còn phụ thuộc vào kiến trúc, số lượng lõi, và các yếu tố khác. Khi so sánh CPU, người dùng nên xem xét tất cả các yếu tố này thay vì chỉ tập trung vào tốc độ xung nhịp.