Nếu bạn đang băn khoăn có nên đầu tư vào hệ thống máy tính hoặc smartphone mới, thì bạn phải hiểu chức năng của đơn vị xử lý trung tâm (CPU) và bộ nhớ (RAM). CPU và bộ nhớ là hai phần quan trọng của thiết bị điện tử. CPU xử lý hoạt động của thiết bị và bộ nhớ lưu trữ các lệnh chức năng đó. Cả hai khá phụ thuộc lẫn nhau, nhưng về mặt kỹ thuật, chúng hoàn toàn khác nhau. Vì vậy, hôm nay chúng ta sẽ thiết lập sự khác biệt hệ thống giữa đơn vị xử lý trung tâm (CPU) và bộ nhớ.
Đơn vị Xử lý Trung tâm (CPU) là gì?
CPU là một phần của phần cứng thực hiện các chỉ thị của một chương trình máy tính. Nó được huấn luyện để thực hiện các chức năng cơ bản như số học, logic và hoạt động input/output trong hệ thống máy tính. Trong máy tính, mọi chỉ thị đều đi qua CPU, không quan trọng nó nhỏ đến đâu.
CPU có nhiều thành phần thực hiện công việc khác nhau. Nó có một đơn vị logic số học có trách nhiệm thực hiện các tác vụ số học và logic đơn giản. Nó cũng chứa một đơn vị điều khiển xử lý các phần khác nhau của máy tính. Nó có trách nhiệm đọc và giải mã chỉ thị từ bộ nhớ và chuyển đổi chúng thành một chuỗi tín hiệu để bắt đầu hoạt động của các bộ phận máy tính khác. Đơn vị điều khiển cũng gọi đơn vị logic số học để thực hiện các phép tính cần thiết từ thời gian đến thời gian. Trong các hoạt động CPU, cache memory được sử dụng là bộ nhớ tốc độ cao nơi chỉ thị có thể được sao chép và truy xuất nhanh chóng.
CPU chứa ít nhất một bộ xử lý, đây là chip thực tế bên trong CPU thực hiện các phép tính. CPU với hai nhân xử lý gọi là dual-core CPU và mẫu với bốn nhân gọi là quad-core CPU. CPU cao cấp có thể có sáu (hexa-core) thậm chí tám (octo-core) bộ xử lý. Một máy tính cũng có thể có nhiều hơn một CPU, mỗi cái có nhiều nhân.
- CPU được coi là bộ não của máy tính.
- CPU thực hiện tất cả các loại hoạt động xử lý dữ liệu.
- Nó lưu trữ dữ liệu, kết quả trung gian, và chỉ thị (chương trình).
- Nó kiểm soát hoạt động của tất cả các phần của máy tính.
RAM (Random Access Memory - Bộ nhớ Truy cập Ngẫu nhiên)
RAM còn gọi là đơn vị bộ nhớ máy tính là phần của phần cứng máy tính xử lý tất cả các hoạt động bộ nhớ và caching của bộ xử lý. Nó có hai thanh ghi riêng biệt được quản lý bởi đơn vị điều khiển của CPU. Dữ liệu sẽ được gửi đến bộ nhớ chính hoặc truy xuất từ bộ nhớ được lưu trữ trong Memory Data Register (MDR). Địa chỉ bộ nhớ logic mong muốn được lưu trữ trong Memory Address Register (MAR). Việc dịch địa chỉ còn gọi là address binding và nó sử dụng bản đồ bộ nhớ được lập trình bởi hệ điều hành.
Hai loại chính của RAM là:
- Dynamic Random-Access Memory (DRAM)
- Static Random-Access Memory (SRAM)
Sự khác biệt giữa hai loại nằm ở cách chúng làm mới (refresh), hoặc tốc độ. SRAM nhanh hơn vì DRAM cần làm mới khá thường xuyên (hàng nghìn lần mỗi giây) trong khi SRAM không cần.
Về mặt giây, DRAM cho thời gian truy cập khoảng 60 nanosecond. SRAM làm tương tự trong 10 nanosecond. Vì chênh lệch tốc độ rất lớn, người ta mong đợi SRAM sẽ là loại RAM phổ biến nhất, nhưng không phải vì nó khá đắt.
Mối quan hệ giữa CPU và RAM là gì?
Khi một hệ thống máy tính thực hiện tác vụ nhất định như render video cho game hoặc tính toán số để thêm vào bảng tính, thì một chuỗi chỉ thị nhất định cần được xử lý bởi đơn vị điều khiển trung tâm. Số chỉ thị chạy bởi bộ xử lý có thể đo bằng megahertz có nghĩa là hàng triệu hoặc hàng tỷ chỉ thị có thể được xử lý mỗi giây.
Nhiều bộ xử lý hiện đại ngày nay có nhiều nhân, nghĩa là các phần con có khả năng chạy các chương trình khác nhau và các thành phần của chương trình theo đường song song.
Mặt khác, để chạy mượt các hoạt động, hầu hết các chương trình yêu cầu một lượng bộ nhớ nhất định để lưu trữ dữ liệu làm việc. Dữ liệu có thể quay vòng giữa đĩa, nhưng đó tốn nhiều thời gian và làm chậm hiệu suất chương trình. Nó có thể giảm hiệu suất chương trình đáng kể.
Vì vậy, quy trình đơn vị xử lý trung tâm và bộ nhớ này định nghĩa rõ ràng rằng để chạy mượt hoạt động của hệ thống máy tính – cần CPU và bộ nhớ tương thích.
Đặc điểm của CPU (Central Processing Unit)
- CPU có cache memory nằm bên trong bộ xử lý để làm nhanh truy cập bộ nhớ chính. Bộ nhớ này lấy thông tin từ bộ nhớ chính và trả về CPU để xử lý.
- Ngày nay CPU được thiết kế với nhiều nhân. Các nhân hoạt động độc lập trong CPU và dùng để xử lý dữ liệu song song để tăng hiệu suất tổng thể của máy tính cho quản lý công việc.
- Tốc độ đơn vị xử lý trung tâm được đo bằng gigahertz hoặc megahertz. Hertz là tần số của đơn vị. Bộ xử lý có tần số cao hơn có khả năng thực hiện công việc với tốc độ cao hơn.
- Thế hệ bộ xử lý mới nhất có hỗ trợ multithreading do xử lý song song. Trong multithreading, hai nhân logic tồn tại trong mỗi nhân của CPU hoạt động song song.
- Một bộ xử lý tốt nên hỗ trợ các module bộ nhớ khác nhau như DDR1, DDR2, và DDR3 và nên tương thích với bo mạch chủ được thiết kế bởi các công ty khác nhau.
Đặc điểm của RAM (Random access memory)
- Bộ nhớ có trách nhiệm xử lý các vị trí khác nhau trong hệ thống máy tính. Có ba vị trí chính bộ nhớ có trong thiết bị – CPU dưới dạng thanh ghi, bộ nhớ chính như RAM hoặc ROM, bộ nhớ ngoài như ổ cứng, CD, DVD, USB, v.v.
- Số bit tối đa định nghĩa bộ nhớ. Trong trường hợp bộ nhớ nội bộ, nó bằng Word size, nhưng trong bộ nhớ ngoài, nó thường lớn hơn word size.
- Bộ nhớ có thể được truy cập theo ba cách khác nhau. Truy cập ngẫu nhiên (Random access) là bộ nhớ có thể truy cập theo bất kỳ thứ tự nào và truy cập sẽ độc lập với vị trí bộ nhớ. Truy cập tuần tự (Serial access memory) chỉ có thể truy cập theo một trình tự xác định trước. Thiết bị truy cập bán ngẫu nhiên (Semi-random access memory) dùng cách truy cập này như ổ cứng.
- Hiệu suất bộ nhớ được xác định bằng ba tham số - thời gian truy cập, chu kỳ bộ nhớ và tốc độ truyền.
- Thiết bị bộ nhớ có thể được phân biệt vật lý thành hai loại – bộ nhớ bán dẫn như RAM và bộ nhớ bề mặt từ tính như ổ cứng.
Kết luận
Rõ ràng như ban ngày rằng CPU và bộ nhớ là một phần không tách rời của hệ thống máy tính. Cả hai đều cực kỳ quan trọng cho hoạt động của thiết bị điện tử. Chúng có thể có các tính năng khác nhau, nhưng chức năng của chúng liên kết lẫn nhau. Vì vậy, khi bạn mua thiết bị mới, hãy đảm bảo đơn vị xử lý trung tâm và bộ nhớ đều mạnh.
- Sự khác biệt giữa CPU và GPU
- Bộ xử lý nào tốt nhất Intel Core i7 vs AMD Ryzen?
- Card đồ họa nào tốt nhất AMD hay NVIDIA?
- Sự khác biệt giữa RAM tĩnh và RAM động, loại nào nhanh hơn?
- Mối quan hệ giữa internet và network (Network vs. Internet)?
- Laptop bị treo ngẫu nhiên sau khi cài Windows 10 May 2019 update? Thử những giải pháp này