Bộ vi xử lý là gì? Cấu tạo của bộ vi xử lý

Hiện nay, CPU hay còn gọi là bộ vi xử lý được xem như một linh kiện điện tử không thể thiếu trong mỗi máy tính, đóng vai trò quan trọng trong việc hoạt động của laptop/máy tính. Tuy nhiên, để biết thêm những thông tin chi tiết khác, bạn đọc hãy theo dõi bài viết dưới đây về bộ vi xử lý là gì của Limosa.

1. Tổng quan về vi xử lý là gì?

1.1. Vi xử lý là gì? 

Vi xử lý – CPU (Central Processing Unit) là một đơn vị xử lý trung tâm, được xem như não bộ, một trong những phần tử cốt yếu nhất của máy tính/ laptop. Do đó, vi xử lý được coi là linh kiện quan trọng nhất của máy tính, là một mạch tích hợp được tạo thành từ nhiều bóng bán dẫn thu nhỏ (transistor), là trung tâm xử lý và điều khiển mọi hoạt động của hệ thống máy tính/laptop.

Chip vi xử lý đầu tiên được chế tạo ra là chip 4004 của hãng Intel vào năm 1971.

Hiện nay, với công nghệ ngày càng phát triển, 1 CPU có thể tích hợp lên một hoặc vài vi mạch tích hợp cỡ lớn, mỗi một vi mạch tích hợp cỡ lớn này lại chứa hàng ngàn, thậm chí lên đến hàng triệu transistor. Qua đó mà giá thành và công suất tiêu thụ của bộ vi xử lý giảm hơn. 

1.2. Chức năng của vi xử lý

Sau đây là các chức năng nổi bật của bộ vi xử lý:

– Thứ nhất: điều khiển tất cả mọi hoạt động của máy tính từ các công việc như tính toán, xử lý dữ liệu… 

– Thứ hai: điều khiển các quá trình truy xuất, trao đổi thông tin với các thành phần khác trong hệ thống theo những chương trình được thiết lập sẵn.

1.3. Các nhà sản xuất bộ vi xử lý

✿ Intel

– Dòng Intel® Core ™ , Intel® Pentium®, Intel® Celeron® dùng cho máy để bàn, Laptop và Notebook.

– Dòng dùng cho các máy chủ, máy trạm: Intel® Xeon ™ , Intel® Itanium ™ 

✿ AMD (Advanced Micro Devices)

– Dòng dùng cho máy để bàn: Phenom™, Athlon™, Sempron™.

– Dòng dùng cho Laptop, Notebook: Turion™ 64 X2 Dual-Core Mobile Technology, Athlon 64 X2, Mobile AMD Sempron.

– Dòng dùng cho máy chủ, máy trạm: Athlon MP, Opteron™.

✿ Một số nhà sản xuất khác

– Crysis 2

– IDT

– Rise

– VIA

– Motorola…

2. Phân loại bộ vi xử lý

Vi xử lý được phân loại như sau:

✿ Đầu tiên, phân loại vi xử lý theo mục đích sử dụng:

−  Với kiểu dáng thiết kế nhỏ gọn, hoạt động ở mức điện áp và xung clock thấp, vi xử lý được dùng cho các máy tính di động (Laptop, PDA…).

− Với kiểu dáng thiết kế lớn, tốc độ xung clock cao, hệ thống tản nhiệt lớn, vi xử lý được dùng cho máy tính để bàn (Desktop Computer).

− Dùng cho máy trạm và máy chủ (Workstation, Server): có yêu cầu kỹ thuật khắt khe do phải vận hành liên tục trong thời gian dài với cường độ lớn

✿ Tiếp theo, phân loại vi xử lý theo kiến trúc thiết kế:

− Netburst: Willamette, Northwood, Prescott, Prescott-2M, Smithfield, Cedar Mill, Presler

− P6M/Banias: Banias, Dothan, Dothan533, Yonah

− Core/Penryn: Conroe, Wolfdale, Kentsfield, Yorkfield

− Nehalem/ Westmere, Gesher

− Sandy Bridgeo 

✿ Phân loại theo công nghệ chế tạo:

− Vi xử lý ngày càng được cải tiến và thu nhỏ kích thước bởi sự phát triển không ngừng của công nghệ.

− Ví dụ: công nghệ 130nm/ 90nm/ 65nm/ 45nm/ 32nm/ 22nm

2. Cấu tạo của bộ vi xử lý và nguyên lý hoạt động của vi xử lý 

Sau khi nắm được tổng quan về bộ vi xử lý là gì, bạn đọc sẽ cần nắm được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của vi xử lý. 

Thông thường, vi xử lý được cấu tạo từ nhiều thành phần với các chức năng chuyên biệt, phụ thuộc vào từng nhà sản xuất. Tuy nhiên, mặc dù mỗi vi xử lý có thiết kế riêng nhưng tất cả đều có cùng chung một nguyên lý hoạt động.

2.1. Cấu tạo bộ vi xử lý là gì?

Bộ vi xử lý có cấu tạo như sau:

✯ Control Unit (CU): là khối điều khiển, có chức năng điều khiển hoạt động của CPU và các thành phần khác.

– Giải mã lệnh (instruction decode).

– Thực thi lệnh đã giải mã một cách tuần tự (instruction execution).

✯ Arithmetic Logic Unit (ALU): là khối tính toán, có tính năng thực hiện các phép toán số học và logic.

– Các phép toán số học: +,-,*,/.

– Các phép so sánh.

✯ Floating Point Unit (FPU): là đơn vị tính toán số học dấu phẩy động.

✯ Register: là thanh ghi, lưu trữ toán hạng, kết quả và các thông số khác trong quá trình tính toán của CPU bao gồm:

– Con trỏ của chương trình máy tính (PC – Program Counter).

– Các thanh ghi đa chức năng.

– Thanh ghi chỉ số (index register).

– Thanh ghi cờ (flag register)

✯ Cache L1: là bộ nhớ đệm cấp 1 – nơi lưu trữ các dữ liệu nằm chờ các ứng dụng hay phần cứng xử lý.Mục đích của nó là để tăng tốc độ xử lý

✯ Cache L2: là bộ nhớ đệm cấp 2.

✯ Bộ giải mã: là bộ giải mã các lệnh, giải mã địa chỉ truy cập vào bộ nhớ.

✯ IO – BUS Unit: kết nối và trao đổi thông tin giữa Bus bên trong và Bus bên ngoài CPU.

2.2. Nguyên lý hoạt động của bộ vi xử lý như thế nào? 

Bộ vi xử lý có những nguyên lý hoạt động như sau:

✯ Giai đoạn nạp: đọc các lệnh của chương trình máy tính/laptop và dữ liệu cần thiết vào bộ vi xử lý.

✯ Giai đoạn giải mã: sẽ xác định mục đích của lệnh và chuyển nó đến phần cứng phù hợp.

✯ Giai đoạn thực thi: thực hiện các lệnh và dữ liệu đã được nạp sẵn. 

✯ Giai đoạn hoàn tất: sẽ lấy kết quả của giai đoạn thực thi và đưa vào thanh ghi của bộ xử lý hoặc bộ nhớ chính.

Như vậy, trong bài viết này Limosa vừa chia sẻ đến bạn thông tin về bộ vi xử lý là gì. Nếu bạn đọc cần biết thêm những kiến thức công nghệ khác hay còn bất kỳ thắc mắc nào, hãy nhấc máy lên gọi ngay cho chúng tôi qua hotline hotline: 19002276 nhé.