Bộ xử lý lõi tứ ( Quad-core processor )

Bộ xử lý lõi tứ ( Quad-core processor ) là gì ?

Quad-core processor là một con chip với bốn đơn vị độc lập được gọi là nhân xử lý trung tâm (CPU) đọc và thực thi các lệnh, như cộng, di chuyển dữ liệu và nhánh. Bên trong con chip, mỗi nhân hoạt động cùng với các mạch khác như bộ nhớ cache, quản lý bộ nhớ và cổng vào/ra.

Quad-core processor là bước tiến thứ hai trong việc chuyển sang hệ thống đa nhân bắt đầu từ dual-core processor vào năm 2005. CPU quad-core vẫn phổ biến trong tất cả các loại hệ thống, bao gồm điện thoại thông minh, máy tính, máy tính chơi game và máy chủ trung tâm dữ liệu. Một số máy chủ cao cấp có đến 128 nhân. Intel và AMD là những nhà sản xuất hàng đầu của những bộ xử lý này.

Quad-core processor hoạt động như thế nào?

Mỗi nhân trong quad-core processor có thể chạy một tập lệnh riêng của nó cùng một lúc với ba nhân còn lại chạy tập lệnh của chúng. Như vậy, bộ xử lý có thể hỗ trợ multithreading, một hình thức song song hóa trong đó nhiều luồng được xử lý đồng thời bởi các nhân khác nhau.

Multithreading có thể cải thiện hiệu suất ứng dụng, nhưng chỉ đối với các ứng dụng đã được xây dựng để hỗ trợ xử lý song song. Các ứng dụng có ít luồng hoặc không hỗ trợ multithreading sẽ không nhận được lợi ích tương tự từ quad-core processor.

Các nhà sản xuất xây dựng quad-core processor thường tích hợp các nhân vào một wafer bán dẫn đơn hoặc vào nhiều wafer trong một gói mạch tích hợp duy nhất. Các bộ xử lý thường bao gồm bộ nhớ cache riêng để tăng tốc độ hoạt động. Tuy nhiên, cách triển khai bộ nhớ cache của bộ xử lý có thể khác nhau giữa các CPU khác nhau.

Trong hầu hết các cấu hình, mỗi nhân có bộ nhớ cache Level 1 (L1) riêng của riêng mình, và tất cả bốn nhân chia sẻ cùng một bộ nhớ cache Level 3 (L3) nếu có. Bộ nhớ cache Level 2 (L2) khác nhau nhất giữa các quad-core processor. Ví dụ, mỗi nhân có thể có bộ nhớ cache L2 riêng của riêng mình, có thể có hai chip L2 được hai nhân chia sẻ, hoặc cả bốn nhân có thể chia sẻ cùng một bộ nhớ cache L2. Sự lựa chọn phụ thuộc vào nhà sản xuất.

Quad-core processor có tốt hơn một nhân đơn không?

Nhiều bộ xử lý nhân đơn sử dụng hyper-threading để cải thiện hiệu suất hệ thống. Hyper-threading cho phép một nhân chạy hai luồng cùng một lúc, giúp bộ xử lý hỗ trợ một hình thức giả song song có thể cải thiện hiệu suất xử lý. Hệ điều hành (OS) nhìn nhận nhân vật lý này như hai nhân logic.

Hyper-threading có thể giúp cải thiện hiệu suất khi nhiều ứng dụng chạy trên một hệ thống cùng một lúc. Bộ xử lý vẫn chỉ có một nhân vật lý, và nhân vật lõi đó chỉ có thể chạy một tập lệnh duy nhất trong một thời điểm. Do đó, lợi ích từ hyper-threading thường là tối thiểu. Cả firmware và hệ điều hành máy tính phải hỗ trợ hyper-threading để nó hoạt động.

Ngược lại với hyper-threading, multithreading trên quad-core processor cung cấp một hình thức xử lý song song chân thực và có thể cung cấp hiệu suất tốt hơn.

Yếu tố nào ảnh hưởng đến hiệu suất quad-core processor?

Ba yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất bộ xử lý:

Số lõi

Số lõi càng nhiều có thể có nghĩa là hiệu suất càng tốt, mặc dù không phải lúc nào cũng vậy.

Tốc độ xung nhịp

Quan trọng như số lõi là tốc độ xung nhịp của bộ xử lý. Nó xác định số chu kỳ trong gigahertz, hoặc GHz, mà bộ xử lý có thể thực thi mỗi giây. Tốc độ xung nhịp càng cao, hiệu suất càng tốt.

Bộ nhớ cache

Số lượng và chất lượng bộ nhớ cache của bộ xử lý cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất. Bộ nhớ cache giữ lại các lệnh và dữ liệu mà bộ xử lý cần truy cập nhiều nhất. Bộ xử lý luôn kiểm tra cache của hệ thống trước khi truy cập bộ nhớ chính. Nó kiểm tra các cấp cache theo thứ tự sau:

Bộ nhớ cache L1 thường là bộ nhớ cache nhỏ nhất và nhanh nhất. Bộ nhớ cache L2 lớn hơn nhưng không nhanh bằng. Bộ nhớ cache L3, nếu có, càng lớn càng chậm. Cả ba cấp cache đều vượt trội hơn so với bộ nhớ chính của máy tính, nhanh hơn so với truy cập bất kỳ bộ nhớ không bay của hệ thống.

Những gì cần xem xét khi đánh giá bộ xử lý?

Khi đánh giá một bộ xử lý, khách hàng phải xem xét tốc độ xung nhịp CPU và bộ nhớ cache cũng như số lõi. Mặc dù quad-core processor có thể giúp cải thiện hiệu suất cho nhiều ứng dụng, một bộ xử lý với ít lõi nhưng tốc độ xung nhịp nhanh hơn và bộ nhớ cache tốt hơn có thể hoạt động tốt hơn trong một số trường hợp. Điều này đặc biệt đúng nếu các ứng dụng có ít luồng hoặc không hỗ trợ multithreading.

Nếu các bộ xử lý khác nhau có tốc độ xung nhịp và cấu hình bộ nhớ cache tương tự, không thể cho rằng quad-core processor sẽ hoạt động gấp đôi một dual-core processor hoặc gấp bốn lần một single-core processor. Kết quả sẽ thay đổi tùy thuộc vào thói quen của người dùng, các chương trình chạy và tính tương thích của bộ xử lý với phần cứng hệ thống khác. Ngay cả khi một ứng dụng có nhiều luồng, điều đó không đảm bảo rằng nó sẽ tận dụng hết tiềm năng của quad-core processor.

Tìm hiểu những yếu tố cần xem xét khi chọn CPU cho một cơ sở hạ tầng ảo.

Hiện tại Máy Chủ VINA đang cung cấp các dòng sản phẩm CPU chất lượng với giá cạnh tranh.