Lưu ý: Bài viết này chỉ nói đến CPU 2 nhân và 4 nhân cho máy tính, không phải cho di động.
2 nhân và 4 nhân: Những điều cơ bản nhất
Đây là những thứ bạn cần biết về các nhân của CPU:
- Chỉ có 1 bộ xử lý (BXL) duy nhất, bộ xử lý đó có thể có 1, 2, 4, 6 hoặc 8 nhân
- Hiện tại, bộ xử lý nhiều nhân nhất có thể mua được gồm 18 nhân
- Mỗi "nhân" (core) là một phần trên BXL thực hiện công việc xử lý. Về cơ bản, một nhân tương ứng với một CPU (BXL trung tâm).
Tốc độ
Theo logic, càng nhiều nhân thì tốc độ xử lý càng cao, song không phải lúc nào suy nghĩ đó cũng đúng, mọi thứ có hơi phức tạp một chút.
BXL nhiều nhân chỉ có thể cho tốc độ nhanh hơn khi một chương trình có thể phân chia tác vụ của chúng giữa các nhân. Không phải chương trình nào cũng có khả năng đó.
Xung nhịp (clock speed) của mỗi nhân cũng là yếu tố quyết định đến tốc độ, cùng với kiến trúc của nó (architecture). Một CPU 2 nhân mới hơn với xung nhịp cao hơn thường vượt trội hơn CPU 4 nhân nhưng đời cũ, xung nhịp thấp hơn.
Năng lượng tiêu thụ
Càng nhiều nhân thì điện năng tiêu thụ bởi chip càng nhiều. Khi chip xử lý hoạt động, nó cần năng lượng cho tất cả các nhân.
Nhà sản xuất đang cố gắng giảm mức năng lượng tiêu thụ giúp bộ xử lý tiết kiệm điện năng hơn. Tuy nhiên, quy luật vẫn thế: CPU 4 nhân sẽ tốn nhiều năng lượng hơn, và nếu dùng laptop thì pin sẽ cạn kiệt nhanh chóng.
Nhiệt độ
Có khá nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ chip xử lý, nhưng MakeUseOf một lần nữa nhắc lại quy luật chung: càng nhiều nhân thì nhiệt độ càng cao.
Do vấn đề tản nhiệt, nhà sản xuất (hoặc người dùng PC) cần tìm giải pháp tản nhiệt hiệu quả.
Giá bán
Nhiều nhân chưa chắc đã có giá đắt hơn. Như đã nói: xung nhịp, kiến trúc và nhiều công nghệ khác có thể ảnh hưởng đến giá bán. Nhưng nếu đều cùng một thế hệ, cùng có các công nghệ như nhau thì chắc chắn BXL nhiều nhân hơn sẽ có giá đắt hơn.
Phần mềm còn là yếu tố quan trọng
Đây là điều nhà sản xuất không bao giờ muốn tiết lộ: không quan trọng BXL của bạn có bao nhiêu nhân, quan trọng là phần mềm bạn đang chạy trên chúng.
Các chương trình phải được phát triển đặc biệt để tận dụng sức mạnh đa nhân của BXL, được gọi là "phần mềm đa luồng" (multi-threaded software), song lượng phần mềm như vậy không nhiều.
Bức ảnh mô tả CPU 1 nhân với 4 nhân - Ảnh: BBC
Điều quan trọng là khi những phần mềm đó hỗ trợ đa luồng, thì chúng được dùng để làm gì. Hãy lấy ví dụ giữa Google Chrome và Adobe Premiere Pro.
Premiere Pro yêu cầu các nhân làm việc với một phần của quá trình biên tập video. Video phức tạp với nhiều chỉnh sửa, mỗi nhân có thể thực hiện những tác vụ riêng biệt cho từng phần đó.
Cũng tương tự, Chrome sẽ yêu cầu mỗi nhân xử lý một tab khác nhau. Nhưng vấn đề là đây: mỗi khi tải xong website mới, tab đó thường không có gì để xử lý nữa. Công việc sau đó chỉ là đưa website vào bộ nhớ RAM. Điều này có nghĩa ngay cả khi mỗi nhân có thể dùng cho một tab chạy nền, điều đó thực sự không cần thiết.
Ví dụ của Chrome cho thấy ngay cả khi phần mềm đó hỗ trợ đa luồng, hiệu suất tổng thể vẫn không cải thiện quá nhiều.
Tăng số nhân gấp đôi chưa chắc tốc độ đã tăng gấp đôi
Giả sử bạn đang dùng phần mềm đa luồng và tất cả các phần cứng đều giống nhau, liệu bộ xử lý 4 nhân có cho tốc độ gấp đôi 2 nhân không?
Không hề nhé. Tăng số nhân không có nghĩa rằng tốc độ phần mềm sẽ nhanh hơn. Thực chất, tác vụ được phân chia theo thứ tự (đa số phần mềm đa luồng đều làm như vậy) hoặc ngẫu nhiên. Ví dụ đi, bạn cần thực hiện 3 tác vụ để hoàn tất một nhiệm vụ nào đó, và bạn cần làm 5 hành động giống như vậy. Phần mềm sẽ "gọi" nhân số 1 giải quyết tác vụ số 1 của hành động 1, trong khi nhân thứ 2 làm tác vụ thứ 2, thứ 3 làm tác vụ số 3, tuy nhiên nhân thứ 4 sẽ thực hiện tác vụ số 1 của hành động 2.
Nếu tác vụ thứ 3 cần nhiều sức mạnh và thời gian, phần mềm có thể phân chia tác vụ 3 cho nhân 3 và nhân 4, tuy nhiên nó không làm vậy. Thay vào đó, dù cho tác vụ của nhân 1 và 2 có hoàn tất sớm hơn, hành động 2 buộc phải chờ nhân thứ 3 hoàn tất tác vụ 3 của hành động 1, sau đó tổng hợp kết quả của nhân 1, 2 và 3 lại với nhau.
Tóm lại, phần mềm hiện nay vẫn chưa thể tận dụng dụng hết sức manh đa nhân để hoạt động, và việc tăng gấp đôi số nhân không có nghĩa rằng tốc độ xử lý tăng gấp đôi.
Ảnh: Bit Tech
Khi nào thì mới cần CPU đa nhân?
Khi đã biết mỗi nhân sẽ làm gì và những thắc mắc về tốc độ, bạn sẽ tự hỏi rằng "tôi có cần đến nhiều nhân không?" Điều đó còn phụ thuộc vào nhu cầu của bạn.
Chơi game
Nếu dùng máy để chơi game thì bạn sẽ cần đến BXL nhiều nhân. Phần lớn các tựa game mới ra từ các studio đều quảng cáo rằng "XXX hỗ trợ kiến trúc đa luồng." Dù đồ họa của game còn phụ thuộc vào GPU, nhưng CPU cũng giúp ích rất nhiều.
Dựng phim, làm nhạc
Với đối tượng chuyên nghiệp dùng máy tính để dựng phim, chỉnh sửa nhạc thì nhiều nhân sẽ mang lại lợi ích. Hầu hết các phần mềm dựng phim/nhạc đều tận dụng đa nhân rất tốt.
Thiết kế
Nếu thường xuyên thiết kế với Photoshop, AI hay CAD, BXL với xung nhịp cao hay cache lớn sẽ phù hợp cho bạn hơn là nhiều nhân. Ngay cả khi các phần mềm như Photoshop có hỗ trợ đa luồng, tốc độ cũng không cải thiện là bao.
Duyệt web nhanh hơn
Như đã nói, CPU nhiều nhân chưa chắc đã cho tốc độ cao hơn. Mặc dù hầu hết các trình duyệt mới đều hỗ trợ đa luồng, chúng chỉ giúp ích trong việc chạy nền, giữ trạng thái cho các tab đòi hỏi nhiều sức mạnh xử lý.
Văn phòng
Hầu hết các ứng dụng văn phòng đều không hỗ trợ đa luồng, vậy nên CPU 2 nhân hay 4 nhân đều cho tốc độ như nhau.
Kết luận
Tóm lại, có rất nhiều yếu tố quyết định tốc độ xử lý của một hệ thống chứ không chỉ riêng CPU. Đừng mong đợi việc máy tính chạy nhanh hơn mà chỉ thay thế một thành phần như CPU từ 2 nhân lên 4 nhân.
