Sơ Lượt về CPU

CPU viết tắt của chữ Central Processing Unit (tiếng Anh), tạm dịch là bộ xử lý trung tâm, là các mạch điện tử trong một máy tính,thực hiện các câu lệnh của chương trình máy tính bằng cách thực hiện các phép tính số học, logic, so sánh và các hoạt động nhập/xuất dữ liệu (I/O) cơ bản do mã lệnh chỉ ra. Thuật ngữ này đã được sử dụng trong ngành công nghiệp máy tính kể từ đầu những năm 1960. Theo truyền thống, thuật ngữ"CPU"chỉ một bộ xử lý, cụ thể là bộ phận xử lý và điều khiển (Control Unit) của nó, phân biệt với những yếu tố cốt lõi khác của một máy tính nằm bên ngoài như bộ nhớ và mạch điều khiển xuất/nhập dữ liệu. Hình thức, thiết kế và thực hiện của CPU đã thay đổi theo tiến trình lịch sử, nhưng hoạt động cơ bản của nó vẫn còn gần như không thay đổi. Thành phần chủ yếu của CPU bao gồm các bộ phận số học logic (ALU) thực hiện phép tính số học và logic, các thanh ghi lưu các tham số để ALU tính toán và lưu trữ các kết quả trả về, và một bộ phận kiểm soát với nhiệm vụ nạp mã lệnh từ bộ nhớ và"thực hiện"chúng bằng cách chỉ đạo các hoạt động phối hợp của ALU, các thanh ghi và các thành phần khác. Hầu hết các CPU hiện đại đều là các vi xử lý và được chứa trên chip vi mạch (IC) đơn. Một vi mạch có chứa một CPU cũng có thể chứa bộ nhớ, giao diện cho các thiết bị ngoại vi, và các thành phần khác của một máy tính; việc các thiết bị tích hợp như vậy được gọi theo nhiều cách khác nhau: vi điều khiển hoặc hệ thống trên một vi mạch (SoC). Một số máy tính sử dụng một CPU đa nhân là một con chip duy nhất có chứa hai hoặc nhiều CPU được gọi là"lõi"; Trong bối cảnh đó, các chip đơn đôi khi được gọi là"khe cắm"- socket.[3] Mảng vi xử lý và bộ xử lý vector có nhiều bộ xử lý hoạt động song song, không có bộ xử lý nào được coi là trung tâm. Một CPU năm 1971 chỉ có 2.300 transitor thì hiện nay (2016) đã có tới 7,2 tỉ transitor với 22 nhân nhờ quá trình sản xuất 14 nm (dòng 22-core Xeon Broadwell-E5). Hiện nay, công nghệ sản xuất 7 nm và 5 nm đã cho ra đời nhũng CPU mạnh mẽ hơn, tiết kiệm năng lượng hơn. Có thể kể đến AMD Threadripper 3990x với 64 nhân và 128 luồng xử lí. 

  Thành phần Khối điều khiển (CU - Control Unit) Là thành phần của CPU có nhiệm vụ thông dịch các lệnh của chương trình và điều khiển hoạt động xử lý, được điều tiết chính xác bởi xung nhịp đồng hồ hệ thống.Phần này là phần cốt lõi của một bộ xử lý được cấu tạo từ các mạch logic so sánh với các linh kiện bán dẫn như transistor tạo thành. 

  Khối tính toán ALU (Arithmetic Logic Unit) Chức năng thực hiện các phép toán số học và logic sau đó trả lại kết quả cho các thanh ghi hoặc bộ nhớ. 

  Các thanh ghi (Registers) Là các bộ nhớ có dung lượng nhỏ nhưng tốc độ truy cập rất cao, nằm ngay trong CPU, dùng để lưu trữ tạm thời các toán hạng, kết quả tính toán, địa chỉ các ô nhớ hoặc thông tin điều khiển. Mỗi thanh ghi có một chức năng cụ thể. Thanh ghi quan trọng nhất là bộ đếm chương trình (PC - Program Counter) chỉ đến lệnh sẽ thi hành tiếp theo. 

  Opcode Phần bộ nhớ chứa mã máy của cpu(không bắt buộc) để có thể thực thi các lệnh trong file thực thi. 

  Phần điều khiển Thực hiện việc điều khiển các khối và điều khiển tần số xung nhịp. Mạch xung nhịp đồng hồ hệ thống dùng để đồng bộ các thao tác xử lý trong và ngoài CPU theo các khoảng thời gian không đổi. Khoảng thời gian chờ giữa hai xung gọi là chu kỳ xung nhịp. Tốc độ theo đó xung nhịp hệ thống tạo ra các xung tín hiệu chuẩn thời gian gọi là tốc độ xung nhịp – tốc độ đồng hồ tính bằng triệu đơn vị mỗi giây (MHz).Phần này là không cần thiết cho một cpu nhưng hầu hết có trong kiến trúc cisc.