Khi nói đến sức mạnh xử lý của máy tính, ta thường có hai lựa chọn chính để cấu hình CPU. Multi-Processor CPU và Multi-Core CPU sẽ được tìm thấy trong phần lớn các máy tính. Cả hai tùy chọn này đều cung cấp tốc độ và hiệu suất, nhưng chúng xử lý các tác vụ và chương trình máy tính khác nhau. 

Trong bài viết sau, chúng ta sẽ đi tìm hiểu chi tiết hơn về từng cấu hình CPU và cách thức hoạt động của chúng.

Multi-processor CPU là gì?

Multi-Processor CPU có nhiều hơn một CPU làm việc để thực thi các lệnh hoặc chương trình máy tính. Loại hệ thống máy tính này sử dụng nhiều đơn vị xử lý và thường xuyên chia sẻ bộ nhớ và thiết bị ngoại vi (chẳng hạn như bàn phím) cùng một lúc. Mặt khác, một hệ thống đa bộ xử lý có thể được cấu hình với bộ nhớ phân tán trong một số trường hợp.

CPU đa bộ xử lý có nhiều hơn một bộ xử lý chia sẻ không gian trên chip, khuôn hoặc bo mạch. Mỗi chip (hoặc bo mạch hoặc khuôn) là một CPU và đa xử lý sử dụng hai hoặc nhiều CPU để tăng tốc tính toán trong một hệ thống.

Multi-Processor CPU không phải là một công nghệ mới. Mô hình đầu tiên được giới thiệu vào cuối những năm 1970. Ban đầu được thiết kế để cải thiện các siêu máy tính, CPU đa bộ xử lý hiện đã phổ biến hơn nhiều, mặc dù không có trong máy tính xách tay hoặc máy tính gia đình của người bình thường.

Đa xử lý được phân thành hai loại: đối xứng và bất đối xứng. Đa xử lý bất đối xứng thường phổ biến trong những ngày đầu phát triển đa xử lý nhưng hiện tại nó không còn là tiêu chuẩn nữa. CPU đa xử lý không đối xứng không chia sẻ tài nguyên và về cơ bản là hai bộ xử lý riêng biệt. 

Mỗi bộ xử lý này yêu cầu một hệ điều hành (OS) riêng biệt. Cấu hình này không được tìm thấy trong các CPU đa bộ xử lý ngày nay. Tuy nhiên, đối với các bộ định tuyến, cấu hình đa xử lý không đối xứng vẫn được sử dụng.

Đối với CPU đa bộ xử lý, cấu hình đối xứng phổ biến hơn nhiều. Cần có một hệ điều hành dành cho CPU đa xử lý đối xứng để quản lý các tài nguyên cần thiết của nhân bộ xử lý khi sử dụng kiến trúc này. Hơn nữa, bộ xử lý chia sẻ bộ nhớ. 

Phần mềm và ứng dụng được thiết kế để hoạt động với nhiều bộ xử lý cùng lúc và hệ điều hành có thể phân bổ bộ xử lý cho nhiều chương trình khi cần.

Multi-core CPU là gì?

Chắc hẳn mọi người đã quen thuộc hơn với thuật ngữ CPU đa nhân hay bộ xử lý đa nhân (multi-core). Intel đã quảng cáo nhiều máy tính có bộ xử lý nhân kép trong các quảng cáo của họ. Khi một CPU có nhiều hơn một nhân, nó được gọi đơn giản là đa nhân. 

Ví dụ, CPU một nhân là một bộ xử lý đơn. Một máy tính mạnh có thể có từ 6 đến 8 nhân. CPU 64 nhân đặc biệt mạnh. CPU 128 nhân gần đây đã được đưa vào thị trường.

CPU sử dụng bộ xử lý đa nhân sẽ hoạt động trên một mạch đơn. Có hai hoặc nhiều nhân hoặc đơn vị xử lý trên mạch này. Khả năng CPU đa nhân thực hiện các lệnh trên nhiều nhân cùng một lúc mang lại sức mạnh cho nó. Điều này thuận lợi cho việc tăng tốc độ và hiệu suất của phần mềm.

CPU đa nhân đã nổi lên vào đầu những năm 2000. IBM là công ty đầu tiên kết hợp thành công bộ xử lý đa nhân vào máy tính cá nhân. Sau đó, IBM đã tụt hậu so với các đối thủ cạnh tranh như Intel và AMD do cạnh tranh trong ngành. 

Tuy nhiên, IBM đã phát hành Power4, bộ xử lý đa nhân đầu tiên trên thế giới, vào năm 2001. Thành tựu này được xây dựng dựa trên công trình quan trọng của Khoa Kỹ thuật Điện của Đại học Stanford, nơi đã tạo ra chip đa nhân đầu tiên vào năm 1998.

Ngày nay, gần như mọi máy tính cá nhân, bao gồm nhiều cấu hình cao cấp hơn và những cái tên nổi tiếng nhất trong lĩnh vực máy tính cá nhân, đều có một số biến thể của CPU đa nhân ở trung tâm hoạt động của nó.

Ưu và nhược điểm của từng CPU

CPU đa nhân và CPU đa bộ xử lý đều tăng tốc độ và hiệu suất của hệ thống máy tính theo những cách khác nhau. Sự khác biệt chính giữa đa nhân và đa xử lý là đa nhân sử dụng một CPU trong khi đa xử lý sử dụng nhiều CPU. 

Nói một cách đơn giản, bộ xử lý đa nhân chịu trách nhiệm giúp máy tính chạy một chương trình đơn lẻ nhanh hơn. CPU đa bộ xử lý là lựa chọn tốt nhất nếu bạn cần chạy nhiều chương trình cùng lúc. Lựa chọn nào cũng có ưu điểm và nhược điểm.

Ưu điểm chính của CPU đa bộ xử lý là hiệu suất được cải thiện. CPU đa bộ xử lý có thể chạy đồng thời nhiều ứng dụng và hỗ trợ nhiều người dùng. Đa nhiệm không phải là vấn đề đối với CPU đa bộ xử lý.

Mặt khác, CPU đa bộ xử lý có thể khó thiết lập và định cấu hình. Hơn nữa, chúng rất tốn kém vì sức mạnh tính toán tăng mạnh không hề rẻ và có thể gây khó khăn cho người dùng cao cấp. CPU đa bộ xử lý yêu cầu một lượng lớn bộ nhớ để hoạt động bình thường.

Siêu máy tính là ví dụ phổ biến nhất của CPU đa bộ xử lý. Hàng nghìn bộ xử lý được sử dụng để xử lý các lệnh và tính toán phức tạp. Siêu máy tính có thể được tìm thấy trong ngành công nghiệp điện ảnh, quân sự và nghiên cứu khoa học.

CPU đa nhân phổ biến hơn nhiều trên thị trường thương mại và chúng mang lại nhiều lợi thế cho nhiều nhu cầu điện toán. CPU đa nhân cung cấp hiệu suất tuyệt vời mặc dù kém mạnh mẽ hơn so với CPU đa bộ xử lý. 

Trong nhiều trường hợp, chúng có giá cả phải chăng và ngay cả các tùy chọn cấp thấp cũng mang lại hiệu suất tuyệt vời so với mức giá. CPU đa nhân xử lý đa nhiệm và chạy phần mềm tốt hơn CPU đơn nhân.

Giá trị và chức năng độc đáo của bộ xử lý đa nhân, vẫn có một số cân nhắc. Mặc dù có khả năng đa nhiệm, nhưng đôi khi tốc độ và hiệu suất của phần mềm có thể bị ảnh hưởng. Tài nguyên sẽ được chia sẻ trong CPU đa nhân và nếu nhu cầu về tài nguyên khả dụng trở nên quá lớn, thì hiệu suất sẽ giảm đi rõ rệt.

Hầu hết các PC dành cho người tiêu dùng đều là đa nhân, với cấu hình cao cấp thậm chí còn mạnh hơn có khả năng xử lý trò chơi hoặc chỉnh sửa video cao cấp. Watson của IBM là ví dụ nổi tiếng nhất về bộ xử lý đa nhân.

Kết luận

Nhu cầu sử dụng máy tính sẽ ảnh hưởng lớn đến việc chọn dùng CPU cấu hình đa nhân hay đa bộ xử lý. CPU đa nhân đã tồn tại lâu hơn rất nhiều so với CPU đơn nhân. Mặt khác, CPU đa nhân phổ biến hơn trong các thương hiệu máy tính phổ biến nhất hiện nay. 

Quyết định mua CPU đa nhân hay tìm CPU đa bộ xử lý sẽ dựa trên yêu cầu của bạn. CPU đa nhân thường phù hợp với ngân sách của hầu hết mọi người, bao gồm cả những người liên quan đến thiết kế đồ họa, hoạt hình, chỉnh sửa video hoặc chơi game chuyên nghiệp.

Siêu máy tính có nhiều khả năng được tìm thấy trong học viện, khoa học và công nghiệp, nhưng mức hiệu suất máy tính đó không dành riêng cho họ.

Cám ơn các bạn đã đọc bài viết và đừng quên theo dõi Máy Chủ Sài Gòn để xem thêm những bài viết khác nhé!