tiểu luận đề tài nghiên cứu về việc lựa chọn bộ vi xử lý máy tính cpu phù hợpvới từng nhu cầu sử dụng

Lịch sử của máy tính cá nhân Năm 1975 công ty MITS Mỹ giới thiệu chiếc máy tính cá nhân Altairđầu tiên trên thế giới, chiếc máy này sử dụng bộ vi xử lý 8080 của Intel, chiếcmáy tính đầ

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ TP.HCM

***

-TIỂU LUẬN CUỐI KỲMôn học: Cơ sở công nghệ thông tin

Đề tài: Nghiên cứu về việc lựa chọn bộ vi xử lý máy tính (CPU) phù hợp

với từng nhu cầu sử dụng Giảng viên: P ạm Trung Tấn

TP Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 5 năm 202

quả để nhóm em có kiến thức cơ bản về bộ môn Cơ sở Công nghệ thông tin Đây là

một trong số ít lần chúng em làm bài tiểu luận nhóm và không thể tránh khỏi những

thiếu sót Nhóm chúng em mong sẽ nhận được những ý kiến đóng góp từ thầy để bài

tiểu luận có được sự hoàn thiện nhất Một lần nữa, chúng em xin cảm ơn thầy rất

nhiều ạ

quả để nhóm em có kiến thức cơ bản về bộ môn Cơ sở Công nghệ thông tin Đây là

một trong số ít lần chúng em làm bài tiểu luận nhóm và không thể tránh khỏi những

thiếu sót Nhóm chúng em mong sẽ nhận được những ý kiến đóng góp từ thầy để bài

tiểu luận có được sự hoàn thiện nhất Một lần nữa, chúng em xin cảm ơn thầy rất

nhiều ạ

MỤC LỤC

I LỜI MỞ ĐẦU 3

II NỘI DUNG 4

1 SỐ LIỆU CHUNG 4

2 TỔNG QUAN MÁY TÍNH VÀ CÁC THÀNH PHẦN 5

2.1 Lịch sử của máy tính cá nhân 5

2.2 Các thành phần trong máy tính 6

3 TỔNG QUAN CPU & NHIỆM VỤ CPU 8

3.1 Tổng quan cpu 8 2

3.1.1 Khái niệm 8

3.1.2 CPU – Bộ vi xử lý bao gồm các thành phần nào? 9

3.1.3 Hai cấu trúc phổ biến của CPU 10

3.1.4 Các thông số cơ bản của CPU 11

3.2 Nhiệm vụ cpu trong máy tính 12

4 NỀN TẢNG CÔNG NGHỆ NGÀY NAY ẢNH HƯỞNG THẾ NÀO ĐẾN VIỆC LỰA CHỌN CPU HAY CẤU HÌNH CHUNG MÁY TÍNH? 14

4.1 Xu hướng nền tảng công nghệ và việc tác động đến cấu hình máy tính hay cpu 15

4.1.1 Xu hướng phát triển các công nghệ 15

4.1.2 Cpu là thành phần cấu hình cho cả desktop hoặc laptop, nên chọn gì? 16

5 GIÁ THÀNH & GIÁ TRI 21

III KẾT LUẬN 24

3

I. LỜI MỞ ĐẦU

Trong tiến trình đưa thế giới hoàn toàn bước vào thời đại kĩ thuật số, máymóc dần thay thế cho sức lao động của con người, trong đó máy tính là mộtcông cụ hỗ trợ đắc lực đối với sự phát triển của nhân loại Trong suốt nhữngthập k~ qua, sự hiểu biết về máy tính của con người đã thay đổi rất nhiều.Trước hết, không ai trong chúng ta có thể phủ nhận được những lợi ích củamáy tính Với cuộc sống công nghệ hóa hiện đại hóa như hiện nay, thiết bịđiện tử thông minh là vật không thể thiếu với mỗi người, đặc biệt đối vớimáy tính luôn là thiết bị làm việc cần thiết với mọi công việc hiện nay

Để thiết bị điện tử thông minh hay máy tính hoạt động một cách linh hoạt

và hiệu quả, cần có một bộ phận quan trọng đó chính là CPU Chúng ta cóthể đọc được thông tin từ máy tính là nhờ vào hoạt động của bộ vi xử lýtrung tâm (CPU) Nói một cách dễ hiểu nhất thì CPU máy tính chính là bộnão của máy tính và được xem là một phần thiết bị không thể thiếu của máytính, bởi tốc độ của máy tính chạy nhanh hay chậm phụ thuộc hầu hết vàoCPU

Vậy CPU là gì? Bộ vi xử lý này đóng vai trò như thế nào cũng như làm thếnào để lựa chọn CPU phù hợp với nhu cầu sử dụng? Và đó cũng là lý donhóm 6 chúng em muốn khai thác về chủ đề này - Nghiên cứu về việc lựachọn bộ vi xử lý máy tính (CPU) phù hợp với từng nhu cầu sử dụng

Nhóm 6 chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Phạm Trung Tấn

- người đã trực tiếp giảng dạy, cung cấp kiến thức, tài liệu và phương pháp

học hiệu quả để nhóm em có kiến thức cơ bản về bộ môn Cơ sở Công nghệthông tin Một lần nữa, chúng em xin cảm ơn thầy rất nhiều ạ.

5

Nhìn chung Intel đang mất thị phần vào tay AMD và ARM.

1 TỔNG QUAN MÁY TÍNH VÀ CÁC THÀNH PHẦN

2.1 Lịch sử của máy tính cá nhân

Năm 1975 công ty MITS ( Mỹ ) giới thiệu chiếc máy tính cá nhân Altairđầu tiên trên thế giới, chiếc máy này sử dụng bộ vi xử lý 8080 của Intel, chiếcmáy tính đầu tiên không có màn hình mà ch~ hiện kết quả thông qua các đènLed

Năm 1977 công ty Apple đưa ra thị trường máy tính AppleII có màn hình

và bàn phím

Năm 1981 công ty IBM sản xuất máy tính PC có hệ thống mở, tức là máy

có nhiều khe cắm mở rộng để có thể cắm thêm các thứ khác vào đó, sau nàythiết kế này đã phát triển thành tiêu chuẩn của máy tính ngày nay

Công ty IBM ( một công ty khổng lồ lúc đó ) đã tìm đến một công ty nhỏ

có tên là Microsoft để thuê viết phần mềm cho máy tính PC của mình , đó là

cơ hội ngàn năm có một để cho Microsoft trở thành công ty phần mềm lớnnhất thế giới hiện nay

Sau khi phát minh ra chuẩn PC mở rộng, IBM đã cho phép các nhà sảnxuất PC trên thế giới nhái theo chuẩn của IBM và chuẩn máy tính IBM PC đãnhanh chóng phát triển thành hệ thống sản xuất máy PC khổng lồ trên toàn thếgiới

IBM không có thoả thuận độc quyền với MS DOS cho nên Microsoft có thểbán phần mềm MS DOS cho bất cứ ai, vì vậy mà Microsoft đã nhanh chóngtrở thành một công ty lớn mạnh

Billgate năm 1981 ông làm việc suốt ngày để hoàn thành hệ điều hành MSDOS cho công ty IBM, hợp đồng của ông ch~ đáng giá bằng 5 phút thu nhậphiện nay, nhưng ông muốn cả thế giới biết đến sản phẩm đó, để rồi một ngày6

không xa ông sẽ làm chủ thế giới trong lĩnh vực phần mềm, đó là tầm nhìn củamột tỷ phú.

2.2 Các thành phần trong máy tính

Máy tính là một hệ thống gồm nhiều thiết bị được liên kết với nhau thôngqua một bo mạch chủ, sự liên kết này được điều khiển bởi CPU và hệ thốngphần mềm hướng dẫn, mỗi thiết bị trong hệ thống có một chức năng riêng biệttrong đó có ba thiết bị quan trọng nhất là CPU, Mainboard và bộ nhớ RAM

(2) CPU ( Central Processing Unit ) - Vi xử lý

CPU là thành phần quan trọng nhất của máy tính, thực hiện các lệnh củachương trình khi phần mềm nào đó chạy, tốc độ xử lý của máy tính phụ thuộcchủ yếu vào linh kiện này, CPU là linh kiện nhỏ nhưng đắt nhất trong máy vitính

(3) RAM ( Radom Access Memory ) - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên

RAM là bộ nhớ tạm thời, lưu các chương trình phục vụ trực tiếp cho CPU

xử lý, tất cả các chương trình trước và sau khi xử lý đều được nạp vào RAM,

vì vậy dung lượng và tốc độ truy cập RAM có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độchung của máy

(4) Case và bộ nguồn

Case: Là hộp máy để gắn các thành phần như Mainboard, các ổ đĩa, các

Card mở rộng

7

Nguồn: Thường đi theo Case, có nhiệm vụ cung cấp điện áp cho

Mainboard và các ổ đĩa hoạt động

(5) Ổ đĩa cứng HDD ( Hard Disk Drive )

Là thiết bị lưu trữ chính của hệ thống, ổ cứng có dung lượng lớn và tốc độtruy cập khá nhanh, vì vậy chúng được sử dụng để cài đặt hệ điều hành vàcác chương trình ứng dụng, đồng thời nó được sử dụng để lưu trữ tài liệu ,tuy nhiên ổ cứng là ổ cố định, không thuận tiện cho việc di chuyển dữ liệu

đi xa

(6) Ổ đĩa CD ROM ( Hard Disk Drive )

Là ổ đĩa lưu trữ quang học với dung lượng khá lớn khoảng 640MB, đĩa CDRom gọn nhẹ dễ ràng di chuyển đi xa, tuy nhiên đa số các đĩa CD Rom ch~cho phép ghi được 1 lần, ổ đĩa CD Rom được sử dụng để cài đặt phần mềmmáy tính, nghe nhạc, xem phim v.v

(7) Ổ đĩa mềm FDD

Đĩa mềm có thể đọc và ghi nhiều lần và dễ ràng di chuyển đi xa, tuy nhiên

do dung lượng hạn chế ch~ có 1,44MB và nhanh hỏng nên ngày nay đĩa mềm

ít được sử dụng mà thay vào đó là các ổ USB có nhiều ưu điểm vượt trội

(10) Card Video

8

Card Video là thiết bị trung gian giữa máy tính và màn hình, trên CardVideo có bốn thành phần chính.

+ Ram: Lưu dữ liệu video trước khi hiển thị trên màn hình, bộ nhớ Ramcủa Card Video càng lớn thì cho hình ảnh có độ phân giải càng cao

+ IC: DAC ( Digital Analog Conveter ) đây là IC đổi tín hiệu ảnh từ dạng

số của máy tính sang thành tín hiệu tương tự

+ IC giải mã Video

+ BIOS : Là trình điều khiển Card Video khi Window chưa khởi động.Card Video có thể được tích hợp trực tiếp trên Mainboard

(11) Màn hình Monitor

Màn hình Monitor hiển thị các thông tin về hình ảnh, ký tự giúp cho người

sử dụng nhận được các kết quả xử lý của máy tính, đồng thời thông qua mànhình người sử dụng giao tiếp với máy tính để đưa ra các điều khiển tương ứng.Hiện nay có hai loại màn hình phổ biến là CRT và màn hình LCD

2 TỔNG QUAN CPU & NHIỆM VỤ CPU

2.1 Tổng quan cpu

3.1.1 Khái niệm

CPU (viết tắt của từ Central Processing Unit) có thể tạm dịch là bộ vi xử

lý trung tâm, là mạch điện tử xử lý, thực hiện các lệnh nó nhận được từ các

phần cứng cũng như phần mềm trên thiết bị Nói một cách cụ thể hơn, bộ vi

xử lý này sẽ thực hiện các phép tính liên quan đến số học, đo lường, so sánh,logic, đồng thời nhập hoặc xuất dữ liệu từ các mã lệnh trên máy tính.CPU là bộ phận xử lý, điều khiển, phân biệt nó với các yếu tố cốt lõi kháctrong máy tính, chẳng hạn như bộ nhớ, bo mạch, … CPU có ảnh hưởng rất lớnđến tốc độ xử lý của các thiết bị, đặc biệt là CPU càng cao cấp, hiện đại thìnhững thiết bị như máy tính, laptop, điện thoại càng xử lý mượt mà hơn

9

Cấu trúc của CPU có thể phức tạp, tuy nhiên có thể hình dung nó bao gồmnhững bộ phận số học logic (còn gọi là ALU), các thanh ghi và một bộ phậnkiểm soát để nạp các mã lệnh, đồng thời thực hiện mã lệnh đó bằng cách ch~đạo các thành phần khác phối hợp thực hiện.

3.1.2 CPU – Bộ vi xử lý bao gồm các thành phần nào?

CPU là một kiến trúc phức tạp, tuy nhiên chúng ta có thể tạm chia bộ vi xử

lý thành 5 thành phần cơ bản như sau:

Cấu tạo CPU

(1) Khối điều khiển: Ghi tắt là CU – Control Unit Đây là thành phần quan

trọng, cốt lõi có vai trò thông dịch các lệnh của phần mềm, chương trình, qua

đó điều khiển hoạt động xử lý của chip cũng như điều tiết xung nhịp một cáchchính xác

10

(2) Khối tính toán: Còn gọi là ALU – Arithmetic Logic Unit Bộ phận này

có chức năng chính là thực hiện các phép tính số học và logic, sau đó sẽ trả kếtquả cho bộ nhớ hoặc thanh ghi

(3) Các thanh ghi: Còn gọi là Registers Đây là một bộ phận trong CPU,

bao gồm các bộ nhớ dung lượng nhỏ tuy nhiên tốc độ truy cập lại cao, đượcxem là một bộ lưu trữ tạm thời các kết quả tính toán, các thông tin và địa ch~trong ô nhớ Có nhiều thanh ghi và mỗi thanh được áp một chức năng cụ thể,trong đó thanh ghi quan trọng nhất là Program Counter hay còn gọi là bộ đếmchương trình, dùng để ch~ đến lệnh tiếp theo cần thực hiện

(4) Opcode: Là bộ phận không bắt buộc phải có, là bộ nhớ dùng để chứa

mã máy của CPU, nhờ đó nó có thể thực hiện các lệnh trong file cần thực thi

(5) Phần điều khiển: Một bộ phận quan trọng khác có chức năng điều

khiển các khối và tần số xung nhịp Các thao tác xử lý trong và ngoài CPUđược đồng bộ nhờ mạch xung nhịp hệ thống theo thời gian không đổi Khoảngthời gian giữa 2 xung nhịp còn được gọi là chu kỳ xung nhịp Tốc độ xungnhịp có thể được tính theo đơn vị MHz hoặc GHz

.1.3 Hai cấu trúc phổ biến của CPU

Hiện nay trên thị trường có hai dòng chip phổ biến, ứng dụng 2 cấu trúckhác nhau là x86 và ARM Để tìm hiểu chi tiết, bạn có thể tham khảo nhữngthông tin về từng cấu trúc sau đây

(1) Cấu trúc x86

Cấu trúc x86 là cấu trúc của những con chip được sản xuất bởi thương hiệuIntel, bắt đầu ra mắt vào những năm 1978 Sau này Intel đã nhượng quyền cấutrúc chip này cho một số nhà sản xuất chip khác Một số con chip sử dụng cấutrúc x86 có thể thấy trên thị trường như dòng chip Intel Core i3, i5, i7 … cũngnhư một số loại chip khác như Ryzen, EPIC, Threadripper đến từ AMD

11

Các loại chip x86 có thể xử lý được các lệnh phức tạp dựa trên kiến trúcCISC, cũng như thực hiện nhiều phép toán cùng lúc Dòng chip này có tốc độ

xử lý nhanh chóng, đồng thời tiết kiệm RAM tốt hơn

(2) Cấu trúc ARM

Cấu trúc ARM thường được nhượng quyền cho các nhà phát triển chip để

họ tùy biến, thêm vào GPU, RAM, từ đó tạo ra System on Chip (SoC) Cácloại chip ứng dụng kiến trúc ARM khá là quen thuộc với những Apple fans bởigần đây dòng chip M1, M2 trên các dòng sản phẩm MacBook, iPad đang nhậnđược những phản hồi tích cực Ngoài ra đại diện cho dòng chip này còn cóQualcomm S2Q tích hợp trên chiếc máy Surface Pro X

Về cách hoạt động, con chip sẽ xử lý, giải quyết các lệnh nhỏ và đơn giảnvới kiến trúc RISC Ngoài ra, các phần mềm sản xuất cho chip ARM cũngđược tối ưu đáng kể, từ những tác vụ lớn nhất cho đến nhỏ nhất Nhờ đó, chipARM có tốc độ xử lý nhanh chóng, thậm chí nó còn có thể xử lý trước các tác

vụ ngầm liên quan Một nhược điểm là hệ thống có thể cần sử dụng nhiềuRAM trong việc xử lý các lệnh

.1.4 Các thông số cơ bản của CPU

Các loại CPU đều bao gồm nhiều thông số khác nhau Tuy nhiên, nếu bạn

có nhu cầu mua máy tính thì ch~ cần quan tâm đến một vài thông số quantrọng sau đây

(1) Clock Speed: Tốc độ xung nhịp

Tốc độ xung nhịp (Clock Speed) là tốc độ mà CPU hoạt động Tốc độnày thường được đo với đơn vị GHz (Gigahertz) Xung nhịp càng cao thì tốc

độ xử lý càng nhanh chóng Hầu hết các bộ vi xử lý trên máy tính, laptop hiệnnay đều có khả năng tự điều ch~nh xung nhịp để phù hợp với các tác vụ, cáclệnh cần thực hiện và tương ứng với nhiệt độ của máy tính Do đó, bạn có thể

12

thấy trong thông số của máy tính, laptop thường có ch~ số xung nhịp tối thiểu

và tối đa của CPU

(2) Turbo Speed: Tốc độ xung nhịp tối đa

Tốc độ xung nhịp tối đa (Turbo Speed) là xung nhịp CPU có thể đạtđược khi ép xung Mặc dù việc này có thể tăng tốc CPU lên gần như gấp đôisong lại có một số ảnh hưởng cho thiết bị Bạn nên tìm hiểu máy tính nào cóthể ép xung được trước khi áp dụng cho thiết bị của mình

(3) Core: Số nhân

Mỗi loại CPU đều được cấu tạo từ nhiều nhân, còn gọi là core Trong đómỗi nhân là một đơn vị độc lập với các chức năng xử lý các dải ch~ dẫn của hệthống khác nhau Các nhân trong CPU có thể tự sắp xếp và phân chia côngviệc, nhờ đó hệ thống có thể xử lý và chạy nhiều ứng dụng cùng lúc Nhờ vậy,nếu CPU có càng nhiều nhân thì khả năng xử lý sẽ tốt hơn, hỗ trợ tối ưu côngviệc, tác vụ từ người dùng

(4) Thread: Số luồng

Luồng (Thread) có chức năng chia sẻ dữ liệu với các luồng khác trongcùng một tiến trình Luồng hỗ trợ các chương trình xử lý được nhiều công việchơn trong cùng một thời điểm

(5) Socket: Chân cắm

Nhiều người mua máy tính thường ít quan tâm đến vấn đề này, tuynhiên chân cắm (Socket) có vai trò rất quan trọng và cần lưu ý đặc biệt Châncắm đóng vai trò như mối nối bộ vi xử lý với mainboard, đồng thời cố định vịtrí của con chip Nhờ vậy, dù bạn có xê dịch PC, laptop thì con chip vẫn có thểgiữ nguyên vị trí Ngoài việc lạ mối nối, chân cắm còn là phương tiện truyền

dữ liệu giữa CPU và mainboard

(6) iGPU: Card đồ họa tích hợp (Card Onboard)

13

Card đồ họa tích hợp GPU là bộ phận xử lý các tác vụ liên quan đến đồhọa, hình ảnh 2D, 3D có sẵn trên thiết bị, hỗ trợ tích cực nếu như máy chưatrang bị card rời Việc dùng CPU có card đồ họa tích hợp mang đến nhiều lợiích, nhất là trong những trường hợp máy tính gặp sự cố với card rời.

2.2 Nhiệm vụ cpu trong máy tính

Nguyên lý hoạt động của CPU máy tính sẽ hoạt động theo 3 bước cơ bản:Fetch, Decode và Execute Mặc dù qua nhiều năm và trải qua nhiều cải tiếnnhưng nguyên lý hoạt động vẫn được giữ nguyên

Trong đó tìm nạp (Fetch) sẽ có chức năng nhận lệnh từ CPU được chuyểnđến từ RAM Qua đó PC và hướng dẫn được đưa vào IR Độ dài của PC sau

đó được tăng lên để tham chiếu đến địa ch~ của lệnh tiếp theo

Bước tiếp theo là giải mã (Decode) Ngay sau khi một lệnh được tìm nạp

và lưu trữ trong IR Ngay lúc này chúng sẽ được truyền đến một mạch đượcgọi là bộ giải mã lệnh bởi CPU Mục đích của việc này là nhằm đổi lệnh thànhtín hiệu được chuyển đến các bộ phận khác của CPU để thực hiện

Công đoạn cuối cùng chính là thực thi (Execute) Lúc này các lệnh đượcgiải mã sẽ được gửi đến các bộ phận của CPU máy tính để tiến hành thực thi.Kết quả thường được ghi vào thanh ghi CPU, nơi chúng có thể được tham

14