CPU đa nhân là gì?

CPU hoặc Bộ xử lý trung tâm là bộ xử lý chính của máy tính. Theo truyền thống, CPU được thiết kế để trở thành một bộ xử lý duy nhất có thể thực hiện một quá trình duy nhất tại một thời điểm. CPU đa nhân thay đổi kiến ​​trúc thiết kế này để bao gồm nhiều nhân xử lý trên một CPU duy nhất. Việc có nhiều lõi xử lý cho phép CPU chạy nhiều tác vụ độc lập cùng một lúc.

Về mặt lý thuyết, có lõi xử lý thứ hai trong CPU sẽ dẫn đến hiệu suất gấp đôi so với lõi đơn. Tuy nhiên, trong thực tế, hiệu suất đạt được không rõ ràng. Một CPU có hai lõi có thể chạy hai chương trình khác nhau cùng một lúc. Tuy nhiên, để một phần mềm riêng lẻ có thể tăng tốc độ, nó phải được thiết kế để tận dụng lợi thế của nhiều lõi xử lý. Thật không may, việc thiết kế logic cho nhiều quy trình đồng thời là rất khó và trong một số trường hợp là không thể.

Nhiều chương trình hiện đại vẫn chưa tận dụng tốt nhiều bộ vi xử lý và chỉ sử dụng một nhân vi xử lý. Tuy nhiên, có rất nhiều ví dụ về phần mềm có thể sử dụng nhiều lõi xử lý. Một số phần mềm, chẳng hạn như bộ mã hóa video, có thể tận dụng nhiều lõi mà CPU có thể cung cấp. Việc tăng hiệu suất mà bạn sẽ thấy ở một CPU đa nhân thực sự phụ thuộc vào loại công việc bạn đang làm và phần mềm bạn sử dụng để làm việc đó.

Đa luồng đồng thời

Một công nghệ khác được gọi là Đa luồng đồng thời hoặc SMT cho phép tách một lõi vật lý thành hai bộ xử lý logic. Các bộ xử lý logic bổ sung mà SMT cung cấp làm tăng gấp đôi số luồng mà một CPU có thể chạy trên mỗi chu kỳ CPU.

Mẹo: Một chuỗi là một chuỗi các hướng dẫn được quản lý bởi một bộ lập lịch. Trên một CPU có SMT, hai luồng có thể được lên lịch để chạy trong một chu kỳ.

Một CPU hỗ trợ SMT nhưng chỉ có một lõi xử lý vật lý không được coi là một bộ xử lý đa lõi thực sự. Tuy nhiên, sự khác biệt này chủ yếu là tranh luận vì hầu như không có CPU hiện đại nào chỉ có một lõi CPU vật lý.

Mẹo: Trên CPU Intel, SMT có nhãn hiệu là “Siêu phân luồng”.

Môn lịch sử

CPU đa nhân đầu tiên, Power 4, được IBM phát hành vào năm 2001 nhưng phải đến năm 2005, Intel và AMD mới đưa những CPU đa nhân đầu tiên đến thị trường PC tiêu dùng dưới dạng Pentium D và Athlon. 64 X2 lần lượt.

Trong hơn một thập kỷ tiếp theo, các bộ vi xử lý hai, bốn và sáu lõi đã trở thành xu hướng chủ đạo. Tổng số lõi CPU cấp người tiêu dùng thường không tăng trở lại cho đến khi phát hành CPU "Threadripper" của AMD, ban đầu cung cấp tối đa 16 lõi và 32 luồng vào năm 2017. Thương hiệu Threadripper tiếp tục đẩy số lượng lõi cao hơn bằng cách phát hành 32 lõi, 64 luồng mô hình vào năm 2018 và sau đó là mô hình 64 lõi, 128 luồng vào năm 2019.

Intel đã tương đối chậm chạp trong việc cung cấp các mẫu máy tính để bàn tương đương để cạnh tranh với nền tảng Threadripper của AMD. CPU có số lõi cao nhất của Intel vào năm 2019 chỉ cung cấp 18 lõi và 36 luồng.