CPU hay bộ vi xử lý, chính là linh hồn của bất kỳ hệ thống máy tính nào. Tất cả các công việc và lệnh từ người dùng đều được CPU thực hiện và xử lý.
Ngày nay, thị trường cung cấp rất nhiều sự lựa chọn cho người tiêu dùng, khiến việc tìm mua một CPU phù hợp với yêu cầu cá nhân trở nên khá phức tạp. Bài viết này sẽ trình bày những tiêu chí quan trọng để chọn mua CPU trong năm nay, giúp bạn dễ dàng chọn được chip xử lý phù hợp nhất.
CPU là gì?
CPU (Central Processing Unit), hay bộ vi xử lý trung tâm, là linh kiện điện tử chịu trách nhiệm xử lý và thực hiện các lệnh từ phần cứng và phần mềm của thiết bị. Cụ thể hơn, CPU đảm nhận việc thực hiện các phép toán số học, logic, so sánh, và xử lý dữ liệu dựa trên mã lệnh của máy tính.
Khả năng của CPU có vai trò quan trọng trong việc quyết định tốc độ và hiệu suất của thiết bị điện tử như máy tính, laptop và điện thoại. Một bộ vi xử lý mạnh mẽ và hiện đại sẽ giúp thiết bị hoạt động nhanh chóng và mượt mà.
Những tiêu chí chọn mua CPU nên biết
1. Số nhân
Để thực hiện một lượng lớn các phép toán một cách nhanh chóng, CPU sử dụng nhiều nhân độc lập. Mỗi nhân có thể được xem như một bộ vi xử lý nhỏ, có năng lực xử lý các tác vụ tính toán riêng biệt.
Chẳng hạn, một CPU đơn nhân khi cần thực hiện phép toán 5 x 4 x 3 x 2 sẽ tiến hành tính như sau:
- Đầu tiên, 5 nhân với 4, kết quả là 20.
- Sau đó, 3 nhân với 2, kết quả là 6.
- Cuối cùng, 20 nhân với 6, cho kết quả là 120.
Trong khi đó, một CPU đa nhân có khả năng xử lý đồng thời nhiều phép toán. Một nhân có thể đảm nhận phép nhân 5 x 4, cùng lúc đó nhân khác xử lý phép nhân 3 x 2. Phương pháp này làm tăng tốc độ xử lý, đem lại kết quả nhanh chóng hơn so với vi xử lý đơn nhân.
Điều này giải thích tại sao các CPU đa nhân thường xử lý hiệu quả hơn trong các tác vụ đa tiến trình như chỉnh sửa và render video. Tuy nhiên, đối với phần lớn các trò chơi điện tử, việc sử dụng nhiều nhân không phải là yêu cầu thiết yếu, với thực tế là hầu hết trò chơi không tận dụng hết cả 4 nhân của CPU.
Nếu bạn không chỉ chơi game mà còn thực hiện các công việc như tạo nội dung, việc sở hữu một CPU có từ 4 đến 6 nhân là lựa chọn phù hợp.
Bộ vi xử lý với số lõi càng cao sẽ càng có khả năng xử lý đồng thời nhiều tác vụ. Dòng CPU như Intel Core i5 hoặc AMD Ryzen 5 với 6 nhân, thường đáp ứng tốt cho hầu hết nhu cầu của người dùng, từ chơi game đến sáng tạo nội dung.
2. Kích thước bộ nhớ đệm (Cache)
Bộ nhớ Cache đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất xử lý của CPU hiện đại. Trong khi nhiều người chú trọng đến RAM và bộ nhớ thứ cấp như ổ đĩa cứng, thì bộ nhớ đệm của CPU thường bị lãng quên.
Đây là một loại bộ nhớ chuyên dụng và tích hợp ngay trong CPU. Vậy điều gì khiến CPU cần có bộ nhớ Cache riêng biệt, mặc dù đã có RAM để lưu trữ dữ liệu?
Dù RAM có tốc độ cao hơn nhiều so với ổ cứng, CPU lại yêu cầu dữ liệu được truy cập nhanh hơn những gì RAM có thể cung cấp.
Thêm vào đó, với tốc độ xử lý ngày càng tăng nhanh chóng mạng của CPU, nó sẽ nhanh chóng vượt qua khả năng cung cấp dữ liệu của RAM. Điều này dẫn đến việc, nếu không có loại bộ nhớ nào nhanh hơn, CPU sẽ phải đợi dữ liệu từ RAM.
Trái ngược với bộ nhớ hệ thống dùng DRAM (Dynamic RAM), bộ nhớ đệm sử dụng SRAM (Static RAM). Mặc dù chi phí cao hơn và chiếm nhiều diện tích hơn, SRAM lại có tốc độ nhanh hơn nhiều so với DRAM do không cần phải làm mới dữ liệu liên tục để duy trì thông tin.
Một CPU thông thường sẽ được trang bị một vài MB bộ nhớ cache và sử dụng nó một cách tích cực. Khi CPU cần truy xuất dữ liệu từ RAM, thông thường nó sẽ lưu trữ dữ liệu này trong bộ nhớ cache. Sau đó, CPU áp dụng các thuật toán tiên tiến để dự đoán những lệnh tiếp theo cần thực hiện và sẽ trước tiên tìm nạp dữ liệu này từ RAM.
Ở cấp độ cơ bản, CPU sẽ yêu cầu RAM cung cấp dữ liệu mà nó dự đoán sẽ cần trong tương lai và giữ chúng trong bộ nhớ đệm để sử dụng ngay lập tức.
Tuy nhiên, không có hệ thống nào là không có khuyết điểm và đôi khi CPU có thể trải qua tình trạng “cache miss“. Điều này xảy ra khi CPU tìm kiếm dữ liệu trong bộ nhớ đệm mà không tìm thấy, buộc phải lấy dữ liệu trực tiếp từ RAM, làm giảm tốc độ xử lý.
Do đó, một bộ đệm càng lớn sẽ nâng cao hiệu năng của CPU. Điều này giải thích tại sao các CPU hàng đầu thường được trang bị bộ nhớ đệm cỡ lớn.
3. Khả năng tương thích socket
Khác với các socket PCI Express có khả năng tương thích với nhiều loại linh kiện, hầu như mỗi dòng CPU mới đều yêu cầu một socket đặc biệt. Điều này đòi hỏi bạn phải lưu ý hơn tới loại socket trên bo mạch chủ mà bạn chọn.
Các Socket của Intel và AMD không giống nhau. Intel thường dùng LGA (Landing Grid Array), có nghĩa là chính CPU sẽ có các điểm tiếp xúc điện nhỏ, trong khi đó socket trên bo mạch chủ mới chứa các chân cắm.
Khi bạn chọn mua CPU Intel, bạn có thể bắt gặp các ký hiệu như “LGA 1151” hoặc “LGA 2011“. Số lượng này chỉ số chân được hàn vào socket và các miếng đệm dưới CPU.
Số lượng chân lớn trên CPU là cần thiết để đáp ứng nhu cầu về năng lượng. Bộ vi xử lý có khả năng tiêu thụ một lượng lớn điện năng và việc phân bổ tải tiêu thụ điện năng qua nhiều chân giúp duy trì sự ổn định trong việc cung cấp điện.
Ngược lại, CPU của AMD áp dụng công nghệ PGA (Pin Grid Array), khác biệt với Intel. Trong trường hợp này, chính CPU của AMD mang các chân và socket trên bo mạch chủ của AMD được thiết kế với những lỗ nhỏ để nhận các chân này. AMD không theo cùng một phương pháp đặt tên như Intel, điều này nghĩa là không nên giả định số lượng chân thực tế trên chip dựa vào tên socket.
4. Card đồ họa tích hợp
Một số CPU có card đồ họa tích hợp, giúp bạn không cần phải mua thêm card đồ họa rời chỉ để hiển thị hình ảnh. Bạn có thể kết nối trực tiếp cáp HDMI vào bo mạch chủ và sử dụng ngay.
Chip như Ryzen 3 3200G (APU) mang lại hiệu suất ấn tượng, kể cả trong việc chơi game với cấu hình thấp. Nếu công việc hàng ngày của bạn chỉ bao gồm duyệt web và các nhiệm vụ văn phòng, một CPU có đồ họa tích hợp sẽ là lựa chọn phù hợp.
Dẫu vậy, đối với nhà sáng tạo nội dung hoặc game thủ, việc đầu tư vào một GPU rời chuyên nghiệp là điều cần thiết. Bất kể CPU của bạn cao cấp đến đâu, đồ họa tích hợp luôn không thể sánh kịp với hiệu suất của một GPU rời, nhất là trong việc chơi game.
5. Tần số xung nhịp
Mặc dù nhiều nhà sản xuất CPU thường nhấn mạnh vào việc quảng cáo tần số xung nhịp của sản phẩm, thực tế thì đây không phải là yếu tố quyết định khi lựa chọn CPU. Hãy cùng hiểu rõ hơn về tần số xung nhịp.
Tần số xung nhịp, đo bằng MHz hoặc GHz, chỉ số lần CPU thực hiện các chu kỳ xử lý trong một giây. Tần số càng cao có nghĩa là CPU có khả năng xử lý nhiều chu kỳ hơn trong cùng một khoảng thời gian.
Tuy nhiên, tần số xung nhịp không nên là yếu tố duy nhất bạn cân nhắc khi chọn mua CPU. Đặc biệt, không nên dùng chỉ số này để so sánh hiệu suất giữa hai CPU khác biệt, trừ khi chúng thuộc cùng một kiến trúc và có số lượng nhân tương đương.
Tốc độ xung nhịp không phải là yếu tố quyết định
Mặc dù có thể nghĩ rằng tốc độ xung nhịp càng cao càng tốt, tuy nhiên đó không phải là chỉ số duy nhất bạn cần quan tâm khi đánh giá hiệu suất của CPU. Tốc độ xung nhịp cao không tự nó đảm bảo một CPU mạnh mẽ. Hiệu suất CPU phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác.
Không chỉ là số lượng chu kỳ xung nhịp mỗi giây mà CPU có thể thực hiện, điều quan trọng hơn là hiểu được hiệu quả xử lý trong mỗi chu kỳ đó.
Hiệu suất thực tế của CPU được nâng cao thông qua kỹ thuật pipelining, cho phép xử lý nhiều tác vụ cùng một lúc. Điều này tương tự như cách một nhà máy chia công việc lắp ráp thành các bước khác nhau, giúp tăng tốc độ xử lý dữ liệu một cách đáng kể.
CPU pipelining là một tiến trình tinh vi hơn nhiều so với bất kỳ dây chuyền sản xuất nào và cách CPU quản lý đồng thời nhiều tác vụ phụ thuộc lớn vào kiến trúc vi mô của chip.
Do khả năng xử lý các lệnh trong mỗi chu kỳ và hiệu quả của pipelining biến đổi rộng lớn giữa các hãng và dòng sản phẩm khác nhau, tốc độ xung nhịp thực tế có thể gây hiểu nhầm cho người tiêu dùng.
Thêm vào đó, CPU phải tiến hành dự đoán dữ liệu cần truy xuất tiếp theo từ bộ nhớ đệm, điều này trở nên phức tạp khi xem xét số lượng thao tác của người dùng cần được xử lý đồng thời, thách thức này không hề nhỏ.
CPU cao cấp cần vượt trội trong việc dự đoán các tiến trình tiếp theo mà không ảnh hưởng đến hoạt động của các bộ phận khác trong máy tính.
Quá trình này được biết đến với tên gọi dự đoán nhánh và những CPU có khả năng dự đoán nhánh mạnh mẽ thường mang lại hiệu suất cao hơn, mà không chỉ dựa vào tốc độ xung nhịp.
Nếu bạn đang xử lý các công việc đòi hỏi nhiều tài nguyên CPU như chỉnh sửa video hoặc mã hóa, việc sở hữu nhiều lõi CPU để phân chia tải công việc thường mang lại hiệu suất cao hơn so với việc chỉ tập trung vào lõi với tốc độ xung nhịp cao.
Điều này cho thấy, ngoài tốc độ xung nhịp, còn nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu suất của CPU.
6. Tần số xung nhịp tối đa (Boost)
Khi cần tăng cường hiệu suất, CPU tự động chuyển sang chế độ Turbo Boost.
Ví dụ, nếu một CPU có tốc độ lõi cơ bản là 3.5 GHz và có thể đạt tốc độ tối đa 4.2 GHz, tốc độ lõi cơ bản này chính là tần số làm việc ổn định. Tuy nhiên, khi đối mặt với các công việc đòi hỏi nhiều tài nguyên, CPU sẽ tự động tăng tốc lên 4.2 GHz, sử dụng nhiều năng lượng hơn trong quá trình này.
Khác với việc ép xung, bạn không cần phải thực hiện bất kỳ thao tác nào để kích hoạt tốc độ xung nhịp tăng cường; quá trình này xảy ra một cách tự động.
Khi chọn mua CPU mới, việc xem xét chỉ số tốc độ xung nhịp tăng cường là quan trọng để đánh giá hiệu suất tối đa mà bộ vi xử lý có thể đạt được.
7. Luồng
Luồng là tổng số tác vụ độc lập mà CPU có khả năng xử lý đồng thời. Lý thuyết cho rằng, con số này nên tương ứng với số lõi mà CPU sở hữu.
Tuy nhiên, nhiều bộ vi xử lý hiện nay tích hợp công nghệ đa luồng, cho phép chúng thực hiện các công việc một cách nhanh chóng hơn. Intel gọi đây là Hyperthreading còn AMD gọi là Simultaneous Multithreading, cả hai công nghệ này cơ bản là tương tự nhau nhưng được mỗi nhà sản xuất đặt tên khác nhau.
Nhờ công nghệ này, mỗi lõi có thể tạo ra hai luồng, từ đó tăng khả năng xử lý công việc gấp đôi cho mỗi lõi. Ví dụ, một CPU 4 lõi vật lý hỗ trợ đa luồng có thể được xem như có tới 8 luồng. Tuy nhiên, lõi vật lý vẫn ưu việt hơn so với luồng.
8. Ép xung (Overclocking)
Như bạn có thể biết, tốc độ xung nhịp lõi của CPU định nghĩa số chu kỳ xử lý mà CPU có thể thực hiện trong một giây. Số lượng chu kỳ xung nhịp càng cao, CPU có khả năng xử lý lệnh càng nhanh.
Khi bạn ép xung CPU (hoặc bất kỳ thành phần nào trong máy tính), bạn thực chất là đang tăng cấp năng lượng để nâng cao tốc độ xung nhịp của nó. Tần số xung nhịp càng cao nhờ vào số lượng xung điện cung cấp cho CPU mỗi giây thì CPU sẽ hoạt động nhanh hơn.
Ép xung đã trở thành phương pháp ưa thích để tăng cường hiệu suất của CPU và ngày càng trở nên phổ biến hơn vì tính dễ thực hiện.
Các CPU khác nhau có độ phù hợp khác nhau đối với quá trình ép xung. Ví dụ, CPU của AMD, đặc biệt là dòng Ryzen, được biết đến với khả năng ép xung mạnh mẽ. Trong khi đó, CPU của Intel cũng có thể được ép xung, nhưng chỉ những mẫu có ký tự “K” trong tên sản phẩm mới hỗ trợ tính năng này.
Một số mẫu CPU của Intel được khóa khả năng ép xung ngay từ nhà sản xuất, không cho phép người dùng thay đổi tần số hoạt động. Ngược lại, tất cả CPU của AMD đều không bị khóa và có thể ép xung một cách tự do.
Tuy nhiên, việc ép xung cũng đi kèm với những rủi ro, đặc biệt là ảnh hưởng đến độ bền của CPU. Sử dụng nhiều điện năng hơn có nghĩa là sản sinh ra nhiều nhiệt độ hơn, có thể gây ra tình trạng quá nhiệt và làm hỏng bộ vi xử lý. Nếu bạn chọn ép xung, việc đầu tư vào một hệ thống làm mát hiệu quả là rất cần thiết.
9. Thermal Design Power
Công suất thiết kế nhiệt (TDP) là chỉ số đo lượng nhiệt độ tối đa mà CPU phát ra khi vận hành ở mức công suất cao nhất.
Một TDP cao chỉ ra rằng CPU của bạn sẽ sử dụng nhiều năng lượng hơn. Do đó, việc trang bị một hệ thống tản nhiệt mạnh mẽ là cần thiết để bảo vệ các thành phần khác của máy tính không bị tổn hại do quá nhiệt trong quá trình hoạt động.
Trong thực tế, chỉ số TDP không phản ánh chính xác mức nhiệt độ tối đa cho mỗi thành phần do ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau. Tuy nhiên, thông số này vẫn hữu ích để dự đoán mức tiêu thụ điện năng.
Do đó, mặc dù giá trị TDP có thể không hoàn toàn chính xác so với thực tế, nó vẫn là cơ sở quan trọng giúp bạn chọn lựa nguồn điện phù hợp và thiết lập hệ thống làm mát hiệu quả cho máy tính.
10. Thương hiệu
Hiện tại, thị trường CPU máy tính để bàn chủ yếu được chi phối bởi hai nhà sản xuất lớn là Intel và AMD. Trong nhiều năm, Intel đã giữ vị trí hàng đầu trên thị trường và thường xuyên được chọn cho các hệ thống máy tính quy mô lớn. Trong khi đó, AMD dù đã từng không được đánh giá cao, chỉ được xem là sự lựa chọn phù hợp cho các hệ thống HTPC và giải pháp với ngân sách hạn chế.
Tuy nhiên, mọi thứ bắt đầu thay đổi từ năm 2017 với sự xuất hiện của dòng Ryzen của AMD. Kể từ đó, cả hai công ty đều đang gặp phải sự cạnh tranh khốc liệt trên thị trường CPU. Sự lựa chọn giữa Intel và AMD không chỉ dựa trên các yếu tố kỹ thuật mà còn chịu ảnh hưởng bởi sở thích cá nhân.
Yếu tố nào quan trọng: tốc độ xung nhịp, số lõi hay số luồng?
Yếu tố quan trọng giữa tốc độ xung nhịp, số lõi, và số luồng phụ thuộc vào loại công việc mà bạn đang thực hiện trên máy tính. Mỗi yếu tố có vai trò và lợi ích riêng, tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng:
- Tốc độ xung nhịp (GHz): Đo lường số lần một vi xử lý thực hiện các lệnh mỗi giây, được biểu thị bằng GHz. Một tốc độ xung nhịp cao hơn có nghĩa là vi xử lý có thể thực hiện nhiều lệnh hơn trong một khoảng thời gian nhất định, giúp tăng tốc độ xử lý cho các ứng dụng đòi hỏi tính toán đơn luồng cao.
- Số lõi (Cores): Số lõi càng cao, máy tính có thể xử lý càng nhiều tác vụ cùng một lúc. Mỗi lõi có thể xử lý các luồng dữ liệu độc lập, giúp tăng hiệu suất cho các ứng dụng được thiết kế để tận dụng đa lõi, như phần mềm chỉnh sửa video và các ứng dụng kỹ thuật.
- Số luồng (Threads): Công nghệ đa luồng, như Hyper-Threading của Intel và Simultaneous Multithreading (SMT) của AMD, cho phép một lõi xử lý nhiều luồng công việc cùng một lúc. Điều này giúp tăng hiệu suất khi thực hiện các tác vụ đa luồng, cho phép máy tính xử lý đồng thời nhiều công việc hơn mà không cần tăng số lõi.
Lựa chọn dựa trên nhu cầu sử dụng:
- Đối với các tác vụ đơn luồng (ví dụ: chơi game): Tốc độ xung nhịp cao thường quan trọng hơn vì nó tăng tốc độ xử lý cho từng luồng công việc.
- Đối với các tác vụ đa luồng (ví dụ: chỉnh sửa video, render, và các ứng dụng kỹ thuật): Số lõi và số luồng trở nên quan trọng hơn. Các ứng dụng này được thiết kế để tận dụng khả năng xử lý đồng thời của nhiều lõi và luồng, do đó cải thiện đáng kể hiệu suất.
Vì vậy, khi chọn vi xử lý, bạn nên cân nhắc nhu cầu cụ thể của mình để đảm bảo rằng bạn chọn được sản phẩm phù hợp nhất.
Lựa chọn CPU phù hợp tùy thuộc vào nhu cầu
Việc chọn CPU phù hợp cho từng đối tượng người dùng đòi hỏi cần xem xét cả nhu cầu sử dụng và ngân sách của họ. Dưới đây là một số khuyến nghị chung dựa trên nhu cầu sử dụng phổ biến:
1. Người dùng văn phòng và học tập
- Nhu cầu: Xử lý văn bản, duyệt web, xem video, và sử dụng ứng dụng văn phòng.
- CPU phù hợp: Các dòng Intel Core i3 hoặc AMD Ryzen 3 với 4 lõi có thể đáp ứng tốt nhu cầu này, cung cấp đủ hiệu suất cho các tác vụ hàng ngày mà không cần chi phí quá cao.
2. Game thủ
- Nhu cầu: Chơi game với đồ họa cao và tốc độ khung hình ổn định.
- CPU phù hợp: Intel Core i5 hoặc AMD Ryzen 5 trở lên, với 6 lõi hoặc nhiều hơn. Đối với những người chơi game nặng hoặc muốn stream cùng lúc, việc chọn CPU có số lõi và xung nhịp cao hơn như Intel Core i7 hoặc AMD Ryzen 7 sẽ mang lại lợi ích đáng kể.
3. Chuyên gia sáng tạo nội dung
- Nhu cầu: Chỉnh sửa video, thiết kế đồ họa, và render 3D.
- CPU phù hợp: Intel Core i7 hoặc i9, AMD Ryzen 7 hoặc Ryzen 9 với số lõi cao (8 lõi trở lên) là lựa chọn tốt để xử lý các tác vụ đa luồng nặng như render video và thiết kế đồ họa. Số luồng cao và xung nhịp tốt cũng rất quan trọng trong trường hợp này.
4. Nhà phát triển phần mềm và chuyên gia công nghệ thông tin
- Nhu cầu: Lập trình, biên dịch mã, và chạy máy ảo.
- CPU phù hợp: Cần có CPU mạnh mẽ với số lõi và luồng cao. Intel Core i7, i9 hoặc AMD Ryzen 7, Ryzen 9, đặc biệt là các dòng có 8 lõi hoặc nhiều hơn, để tối ưu hóa thời gian biên dịch và chạy các ứng dụng đồng thời một cách mượt mà.
5. Nghiên cứu và tính toán khoa học
- Nhu cầu: Chạy các mô hình máy học, xử lý dữ liệu lớn, và tính toán khoa học.
- CPU phù hợp: Các dòng CPU với hiệu suất cao nhất, như Intel Core X-Series, AMD Ryzen Threadripper với số lõi và luồng cực kỳ cao (16 lõi trở lên), cung cấp khả năng xử lý đa luồng tốt nhất cho các tác vụ tính toán nặng.
Lựa chọn CPU cuối cùng phụ thuộc vào cả ngân sách và nhu cầu cụ thể của bạn. Một quy tắc chung là đầu tư vào một CPU mạnh mẽ nhất mà bạn có thể mua được, vì nó sẽ giúp máy tính của bạn duy trì được hiệu suất tốt lâu dài hơn trong tương lai.
