AMD hiện đang sử dụng công nghệ sản xuất 5nm, trong khi Intel sử dụng công nghệ sản xuất 10nm.+ Công nghệ sản xuất nhỏ hơn có nghĩa là các transistor có thể được thu nhỏ hơn, dẫn đến hiệ
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂNKHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Trang 25 So sánh về tiêu thụ điện năng
Phần III : So sánh các dòng vi xử lí của AMD và Intel theo từng phân khúc
Trang 3Phần I : Giới thiệu
1 Khái niệm vi xử lí
- Vi xử lý (viết tắt là µP hay uP), đôi khi còn được gọi là bộ vi xử lý, là một linh kiện điện tử máy tính được chế tạo từ các tranzito thu nhỏ tích hợp lên trên một vi mạch tích hợp đơn Khối xử lý trung tâm (CPU) là một bộ vi xử lý được nhiều người biết đến nhưng ngoài ra nhiều thành phần khác trong máy tính cũng có bộ vi xử lý riêng của nó, ví dụ trên cạc màn hình (video card) chúng ta cũng có một bộ vi xử lý.
- Trước khi xuất hiện các bộ vi xử lý, các CPU được xây dựng từ các mạch tích hợp cỡ nhỏ riêng biệt, mỗi mạch tích hợp chỉ chứa khoảng vào chục tranzito Do đó, một CPU có thể là một bảng mạch gồm hàng ngàn hay hàng triệu vi mạch tích hợp Ngày nay, công nghệ tích hợp đã phát triển, một CPU có thể tích hợp lên một hoặc vài vi mạch tích hợp cỡ lớn, mỗi vi mạch tích hợp cỡ lớn chứa hàng ngàn hoặc hàng triệu tranzito Nhờ đó công suất tiêu thụ và giá thành của bộ vi xử lý đã giảm đáng kể.
- Sự tiến hóa của các bộ vi xử lý một phần nhờ vào việc chạy theo Định luật Moore và hiệu suất của nó tăng lên một cách ổn định sau hàng năm Định luật này phát biểu rằng sự phức tạp của một mạch tích hợp sẽ tăng lên gấp đôi sau mỗi chu kỳ 18 tháng Và thực tế, sự phát triển của các bộ vi xử lý đã bám sát định luật này từ những năm 1970 Nhờ đó, từ máy tính mẹ (mainframe computer) lớn nhất cho đến các máy tính xách tay hiện nay đều sử dụng một bộ vi xử lý nhỏ nhắn tại trung tâm của chúng.
2 Lịch sử phát triển vi xử lí
- Với những tiến bộ của công nghệ, vi xử lý đã ra đời và phát triển theo thời gian Ba hãng sản xuất chíp Intel, Texas Instruments (TI) và Garrett AiResearch đã cho ra đời ba bộ vi xử lý cùng một thời điểm với các tên gọi lần lượt là Intel 4004, TMS 1000 và Central Air Data Computer Đây là ba dự án đầu tiên cho ra đời các bộ vi xử lý máy tính hoàn chỉnh.
- Năm 1968, hãng Garrett đã được mời chế tạo một máy tính số để đua tài với các hệ thống cơ điện tử và sau đó nó được phát triển để làm bộ điều khiển chính của máy bay chiến đấu Tomcat F-14 của Hải quân Mỹ Sản phẩm này đã hoàn thiện
Trang 4vào năm 1970 và nó sử dụng một chíp được xây dựng bằng công nghệ MOS đóng vai trò là lõi của CPU Sản phẩm này có kích thước nhỏ hơn và hoạt động tin cậy hơn nhiều lần so với các hệ thống cơ điện tử và nó được dùng cho những mô hình máy bay
Tomcat đầu tiên Tuy nhiên, hệ thống này tân tiến đến mức Hải quân Mỹ đã từ chối việc cấp phép công bố sản phẩm cho đến tận năm 1997.
- TI đã phát triển bộ vi xử lý 4-bits TMS 1000 và tập trung vào các ứng dụng nhúng lập trình trước Sau đó, TI đã tiếp tục công bố một phiên bản khác gọi là TMS1802NC vào ngày 17 tháng 9 năm 1971 TMS1802NC tích hợp trên nó một bộ tính toán nhằm hỗ trợ khả năng xử lý toán học của vi xử lý Tiếp đến, ngày 15 tháng 11 năm 1971, Intel đã công bố vi xử lý 4-bits Intel 4004 được phát triển bởi Federico Faggin.
3.Khái niệm CPU
- CPU được gọi là bộ xử lý, bộ xử lý trung tâm, hoặc bộ vi xử lý, CPU viết tắt của Central Processing Unit là bộ xử lý trung tâm của máy tính Nhiệm vụ chính của CPU là xử lý các chương trình và dữ kiện CPU có nhiều kiểu dáng khác nhau Ở hình thức đơn giản nhất, CPU là một con chip với vài chục chân Phức tạp hơn, CPU được ráp sẵn trong các bộ mạch với hàng trăm con chip khác CPU là một mạch xử lý dữ liệu theo chương trình được thiết lập trước Nó là một mạch tích hợp phức tạp gồm hàng triệu transistor.
a Cấu tạo
CPU được cấu tạo bởi 3 thành phần chính:
Bộ điều khiển: là các vi xử lí có nhiệm vụ thông dịch các lệnh của chương trình và điều khiển hoạt động xử lí, được điều tiết chính xác bởi xung nhịp đồng hồ hệ thống.
Bộ số học logic: có chức năng thực hiện lệnh của đơn vị điều khiển và xử lý tín hiệu Bộ phận này thực hiện các phép tính số học hay các phép tính logic
Thanh ghi: Thanh ghi này có nhiệm vụ ghi mã lệnh trước khi xử lý và sau đó ghi kết quả đã xử lý.
b Cách thức hoạt động
Với ba bước chính theo một quy trình, bao gồm: tìm nạp, giải mã, thực thi Tìm nạp: Khi nhận lệnh, lênh được biểu diễn dưới dạng một chuỗi các số và chuyển tới CPU từ RAM Mỗi lệnh chỉ là một phần nhỏ của bất kì thao tác nào vì vậy CPU cần biết lệnh nào đến tiếp theo.
Trang 5Giải mã: Khi một lệnh được tìm nạp và lưu trữ trong IR, CPU sẽ truyền lệnh tới một mạch gọi là bộ giải mã lệnh Qua đây chuyển đổi lệnh thành các tín hiệu được chuyển qua phần khác để thực hiện hành động.
Thực thi: Các lệnh được giải mã được gửi đến bộ phận liên quan của CPU để thực hiện Các kết quả được ghi vào một CPU register, nơi chúng được tham chiếu bằng các lệnh sau đó.
Phần II
So sánh các dòng vi xử lí của AMD và Intel
1 So sánh về cấu trúc- Số lượng lõi và luồng:
+ AMD thường sử dụng nhiều lõi và luồng hơn Intel Điều này có nghĩa là các CPU AMD có thể xử lý nhiều tác vụ cùng lúc hiệu quả hơn.
+ Ví dụ, CPU AMD Ryzen 9 5950X có 16 lõi và 32 luồng, trong khi CPU Intel Core i9-12900K chỉ có 16 lõi và 24 luồng.
- Kích thước bộ nhớ cache:
+ AMD thường sử dụng bộ nhớ cache lớn hơn Intel Điều này có thể cải thiện hiệu suất của các lệnh thường được sử dụng.
+ Ví dụ, CPU AMD Ryzen 9 5950X có bộ nhớ cache L3 lên đến 64MB, trong khi CPU Intel Core i9-12900K chỉ có bộ nhớ cache L3 lên đến 30MB.
- Công nghệ sản xuất:
+ AMD và Intel sử dụng các công nghệ sản xuất khác nhau AMD hiện đang sử dụng công nghệ sản xuất 5nm, trong khi Intel sử dụng công nghệ sản xuất 10nm.
+ Công nghệ sản xuất nhỏ hơn có nghĩa là các transistor có thể được thu nhỏ hơn, dẫn đến hiệu suất và hiệu quả năng lượng cao hơn.
+ So sánh cụ thể giữa AMD và Intel
- Dưới đây là bảng so sánh cụ thể giữa cấu trúc của vi xử lý AMD và Intel:
Số lượng lõi Thường nhiều hơn Thường ít hơn
Trang 6Số lượng luồng Thường nhiều hơn Thường ít hơn Kích thước bộ nhớ cache Thường lớn hơn Thường nhỏ hơn
Công nghệ sản xuất Hiện tại là 5nm Hiện tại là 10nm
2 So sánh về hiệu năng - Hiệu năng đa luồng
+ Các CPU AMD thường có hiệu năng đa luồng tốt hơn, trong khi các CPU Intel thường có hiệu năng lõi đơn tốt hơn.
+ Hiệu năng đa luồng là khả năng của CPU xử lý nhiều tác vụ cùng lúc Các CPU có nhiều lõi và luồng có thể xử lý nhiều tác vụ cùng lúc hiệu quả hơn các CPU có ít lõi và luồng.
+ AMD thường sử dụng nhiều lõi và luồng hơn Intel Điều này có nghĩa là các CPU AMD có thể xử lý nhiều tác vụ cùng lúc hiệu quả hơn Ví dụ, CPU AMD Ryzen 9 5950X có 16 lõi và 32 luồng, trong khi CPU Intel Core i9-12900K chỉ có 16 lõi và 24 luồng.
- Hiệu năng lõi đơn
+ Hiệu năng lõi đơn là khả năng của CPU xử lý một tác vụ tại một thời điểm Các CPU có xung nhịp cao và kiến trúc lõi mạnh mẽ có thể xử lý tác vụ lõi đơn hiệu quả hơn.
+ Intel thường sử dụng xung nhịp cao hơn và kiến trúc lõi mạnh mẽ hơn AMD Điều này có nghĩa là các CPU Intel có thể xử lý tác vụ lõi đơn hiệu quả hơn Ví dụ, CPU Intel Core i9-12900K có xung nhịp cơ bản là 3.2 GHz và xung nhịp tăng cường là 5.2 GHz, trong khi CPU AMD Ryzen 9 5950X có xung nhịp cơ bản là 3.4 GHz và xung nhịp tăng cường là 4.9 GHz + So sánh hiệu năng đa luồng và lõi đơn của AMD và Intel
- Dưới đây là bảng so sánh hiệu năng đa luồng và lõi đơn của AMD và Intel
Trang 7Lõi đơn Kém hơn Tốt hơn
3 So sánh về giá thành của vi xử lý AMD và Intel
- AMD và Intel đều sản xuất các vi xử lý có giá cả cạnh tranh Tuy nhiên, nhìn chung, các vi xử lý AMD có giá thấp hơn các vi xử lý Intel cùng cấp - Giá thành của vi xử lý AMD
+ Giá thành của vi xử lý AMD phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: Số lượng lõi và luồng
Tốc độ xung nhịp Công nghệ sản xuất
Ví dụ, CPU AMD Ryzen 5 5600X có 6 lõi và 12 luồng, tốc độ xung nhịp cơ bản là 3.7 GHz và xung nhịp tăng cường là 4.6 GHz, được sản xuất trên công nghệ 7nm CPU này có giá bán lẻ khoảng 200 USD.
- Giá thành của vi xử lý Intel
Giá thành của vi xử lý Intel cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: Số lượng lõi và luồng
Tốc độ xung nhịp Công nghệ sản xuất
Ví dụ, CPU Intel Core i5-12600K có 6 lõi và 12 luồng, tốc độ xung nhịp cơ bản là 3.7 GHz và xung nhịp tăng cường là 4.9 GHz, được sản xuất trên công nghệ 10nm CPU này có giá bán lẻ khoảng 280 USD.
So sánh giá thành của vi xử lý AMD và Intel
Dưới đây là bảng so sánh giá thành của một số vi xử lý AMD và Intel cùng cấp:
Tầm thấp GHz, 4 nhân 8 luồng)Ryzen 3 5300G (3.6 GHz, 4 nhân 8 luồng)Core i3-12100F (3.3
Trang 8- Khả năng mở rộng của CPU là khả năng của CPU xử lý nhiều tác vụ cùng lúc Khả năng này được thể hiện ở số lượng lõi và luồng mà CPU có thể hỗ trợ Lõi CPU là đơn vị xử lý cơ bản của CPU, trong khi luồng là khả năng của một lõi CPU xử lý nhiều tác vụ cùng lúc.
- AMD có xu hướng cung cấp nhiều lõi và luồng hơn chip Intel cùng mức giá Điều này là do AMD sử dụng kiến trúc chiplet, cho phép họ sản xuất chip CPU với số lượng lõi cao hơn mà không cần tăng kích thước của chip.
- Kiến trúc chiplet là một kiến trúc CPU mới, trong đó các lõi CPU được sản xuất
trên các chip nhỏ hơn, sau đó được kết nối với nhau bằng một bus Kiến trúc này cho phép AMD sản xuất chip CPU với số lượng lõi cao hơn mà không cần tăng kích thước của chip.
Trang 9- Ví dụ :chip Ryzen 5 5600X của AMD có 6 lõi và 12 luồng, trong khi chip Core
i5-12600K của Intel chỉ có 6 lõi và 12 luồng Tuy nhiên, Ryzen 5 5600X có giá thành rẻ hơn Core i5-12600K.
- Intel có xu hướng tập trung vào hiệu năng lõi đơn của chip CPU Điều này là do
Intel tin rằng hiệu năng lõi đơn là quan trọng hơn cho các tác vụ như chơi game và chỉnh sửa video.
- Hiệu năng lõi đơn là khả năng của một lõi CPU xử lý một tác vụ đơn lẻ Hiệu
năng lõi đơn được đo bằng đơn vị gigahertz (GHz).
- Ví dụ: chip Core i9-12900K của Intel có 16 lõi và 24 luồng, trong khi chip Ryzen
9 5900X của AMD chỉ có 12 lõi và 24 luồng Tuy nhiên, Core i9-12900K có giá thành cao hơn Ryzen 9 5900X.
5 So sánh về tiêu thụ điện năng
- Tiêu thụ điện năng của chip CPU là lượng điện năng mà chip tiêu thụ khi
hoạt động Tiêu thụ điện năng của chip CPU có thể ảnh hưởng đến hiệu năng của chip, tuổi thọ của pin và nhiệt độ của hệ thống.
- AMD có xu hướng tiêu thụ điện năng thấp hơn Intel ở các phân khúc tầm thấp và tầm trung Điều này là do AMD sử dụng tiến trình sản xuất 7nm, trong khi Intel sử dụng tiến trình sản xuất 14nm hoặc 12nm.
-Tiêu thụ điện năng thấp ở các phân khúc tầm thấp và tầm trung: AMD sử dụng tiến trình sản xuất 7nm, trong khi Intel sử dụng tiến trình sản xuất 14nm hoặc 12nm Tiến trình sản xuất 7nm nhỏ hơn cho phép AMD sản xuất chip CPU với cùng số lượng transistor nhưng diện tích nhỏ hơn Điều này giúp AMD giảm tiêu thụ điện năng của chip.
- Intel có xu hướng tiêu thụ điện năng cao hơn AMD ở phân khúc tầm cao và tầm
cao cấp Điều này là do Intel sử dụng kiến trúc hybrid, trong đó các lõi hiệu năng cao (P-core) được kết hợp với các lõi hiệu suất cao (E-core) Các lõi P-core có hiệu năng cao hơn nhưng cũng tiêu thụ nhiều điện năng hơn các lõi E-core.
- Tiêu thụ điện năng cao ở phân khúc tầm cao và tầm cao cấp: Intel sử dụng kiến trúc hybrid, trong đó các lõi hiệu năng cao (P-core) được kết hợp với các lõi hiệu suất cao (E-core) Các lõi P-core có hiệu năng cao hơn nhưng cũng tiêu thụ nhiều điện năng hơn các lõi E-core Điều này khiến Intel có xu hướng tiêu thụ điện năng cao hơn AMD ở phân khúc tầm cao và tầm cao cấp.
Trang 10Phần III : So sánh các dòng vi xử lí của AMD và Intel theo
Nhìn chung, AMD có lợi thế hơn Intel ở phân khúc phổ thông về số lượng lõi và luồng, cũng như tốc độ xung nhịp Tuy nhiên, Intel có lợi thế về giá bán.
Trang 11Nhìn chung, AMD và Intel có lợi thế ngang nhau ở phân khúc tầm trung về số lượng lõi và luồng, cũng như tốc độ xung nhịp Tuy nhiên, AMD có lợi thế về giá bán.
3.Phân khúc cao cấp AMD
Trang 12Nhìn chung, Intel có lợi thế hơn AMD ở phân khúc cao cấp về số lượng lõi và luồng, cũng như tốc độ xung nhịp Tuy nhiên, AMD có lợi thế về giá bán.
AMD hỗ trợ ép xung trên tất cả các dòng chip CPU của mình, bao gồm cả các dòng chip tầm thấp Điều này có nghĩa là người dùng có thể ép xung chip CPU của mình để tăng hiệu năng, ngay cả khi họ chỉ có một ngân sách hạn chế.
Trang 13AMD cung cấp công nghệ ép xung EZ Tuning Utility (ETU), giúp người dùng dễ dàng ép xung chip CPU của mình ETU là một công cụ phần mềm đơn giản, cung cấp các tùy chọn ép xung tự động và thủ công.
Intel chỉ hỗ trợ ép xung trên một số dòng chip CPU của mình, bao gồm các dòng chip K và KF Điều này có nghĩa là người dùng cần phải chi thêm tiền để mua một chip CPU hỗ trợ ép xung.
Intel cung cấp công nghệ ép xung BCLK, phức tạp hơn công nghệ ép xung của AMD BCLK là tần số hệ thống, và nó ảnh hưởng đến tốc độ xung nhịp của tất cả các thành phần trên bo mạch chủ.
Hỗ trợ ép xung trên Tất cả các dòng chip Một số dòng chip
Công nghệ ép xung EZ Tuning Utility (ETU)
Tính dễ sử dụng Dễ sử dụng Khó sử dụng hơn
Trang 142 So sánh về khả năng hỗ trợ công nghệ mới
Socket AM4 (3 thế hệ), AM5
Deep Learning Boost, Intel Thread Director
3.So sánh về độ bền
Độ bền là một yếu tố quan trọng cần cân nhắc khi lựa chọn vi xử lý Vi xử lý có độ bền cao sẽ hoạt động tốt trong thời gian dài hơn và ít có khả năng bị hỏng hóc.
AMD sử dụng quy trình sản xuất 7nm cho các dòng vi xử lý Ryzen 5000 và 6000 Quy trình sản xuất 7nm giúp AMD tạo ra các vi xử lý có kích thước nhỏ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn Điều này cũng giúp các vi xử lý AMD có độ bền cao hơn.
AMD cũng sử dụng các công nghệ khác để cải thiện độ bền của vi xử lý, bao gồm:
Trang 15AMD SmartShift: Công nghệ này giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng giữa vi xử lý và card đồ họa, giúp giảm nhiệt độ và kéo dài tuổi thọ của vi xử lý.
AMD Secure Processor: Bộ xử lý bảo mật này giúp bảo vệ vi xử lý khỏi các cuộc tấn công bảo mật.
Intel sử dụng quy trình sản xuất 10nm cho các dòng vi xử lý Core thế hệ thứ 12 và 13 Quy trình sản xuất 10nm của Intel đã được cải thiện đáng kể so với quy trình sản xuất 14nm trước đó Điều này giúp Intel tạo ra các vi xử lý có kích thước nhỏ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.
Intel cũng sử dụng các công nghệ khác để cải thiện độ bền của vi xử lý, bao gồm:
Intel Thread Director: Công nghệ này giúp tối ưu hóa việc sử dụng lõi và luồng của vi xử lý, giúp giảm nhiệt độ và kéo dài tuổi thọ của vi xử lý.
Intel Thermal Velocity Boost: Công nghệ này giúp vi xử lý tăng xung nhịp khi cần thiết, nhưng sẽ giảm xung nhịp khi không cần thiết để tiết kiệm năng lượng.
So sánh
Nhìn chung, AMD và Intel đều có các công nghệ để cải thiện độ bền của vi xử lý Tuy nhiên, AMD có lợi thế hơn Intel về quy trình sản xuất 7nm, giúp tạo ra các vi xử lý có kích thước nhỏ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn Điều này giúp các vi xử lý AMD có độ bền cao hơn.
Quy trình sản xuất 7nm 10nm
Tiết kiệm năng lượng Tốt hơn Kém hơn
Trang 164 So sánh về tiếng ồn
Tiếng ồn là một yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn vi xử lý, đặc biệt nếu bạn muốn sử dụng máy tính trong môi trường yên tĩnh.
Các dòng vi xử lý Ryzen của AMD được biết đến là có tiếng ồn thấp hơn so với các dòng vi xử lý Core của Intel Điều này là do các vi xử lý Ryzen có thiết kế tiết kiệm năng lượng hơn, giúp chúng sinh ra ít nhiệt hơn.
Các dòng vi xử lý Core của Intel có xu hướng sinh ra nhiều nhiệt hơn so với các dòng vi xử lý Ryzen Điều này là do các vi xử lý Core có tốc độ xung nhịp cao hơn và số lượng lõi và luồng nhiều hơn.
So sánh
Nhìn chung, AMD có lợi thế hơn Intel về tiếng ồn Các vi xử lý Ryzen có thiết kế tiết kiệm năng lượng hơn, giúp chúng sinh ra ít nhiệt hơn và tạo ra tiếng ồn thấp hơn.
Thiết kế Tiết kiệm năng lượng hơn
Sinh nhiệt nhiều hơn
Phần V: Nên chọn vi xử lí AMD hay Intel?
AMD và Intel là hai nhà sản xuất vi xử lý hàng đầu thế giới Cả hai đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn vi xử lý nào phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng và ngân sách của bạn.
Ưu điểm của AMD
Giá cả: AMD thường có giá cả cạnh tranh hơn Intel Điều này là do AMD
thường sử dụng quy trình sản xuất tiên tiến hơn, giúp giảm chi phí sản xuất.