Tổng quan về CPU máy tính: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

CPU là linh kiện bộ phận không thể thiếu để xử lý thông tin của máy tính, một bộ máy thiếu đi CPU không khác gì thiếu đi đầu não hoạt động, vì vậy mặc dù máy tính cần rất nhiều thành phần linh kiện khác nhau nhưng nếu để chú tâm nhất chắc chắn CPU nào trong số đó Bài viết sau, chúng ta sẽ cùng đề cập những kiến thức chung nhất đến CPU máy tính để bạn có thể hiểu thêm về thiết bị này cũng như tầm quan trọng của CPU!

Cụ thể CPU máy tính là gì?

CPU là từ khá quen thuộc tuy nhiên không ít người dùng máy tính chưa thực sự hiểu rõ về thiết bị này. CPU là bộ xử lý trung tâm của máy tình và cách CPU xử lý dữ liệu sẽ phụ thuộc vào chương trình. Không có vấn đề gì chương trình dành cho CPU sẽ không tạo ra nhiều khác biệt, vì nó không hiểu chương trình sẽ làm gì.

Nó chỉ tuân theo "yêu cầu - mệnh lệnh" (gọi là hướng dẫn hoặc lệnh) có trong chương trình. Những yêu cầu này có thể là thêm 2 số hoặc gửi dữ liệu đến thẻ video, v.v.

Hình ảnh CPU máy tính

Nói một cách dễ hiểu nhất thì CPU máy tính chính là bộ não của máy tính. CPU có nhiệm vụ chính là xử lý và phân tích tất cả dữ liệu đầu vào, mọi yêu cầu tính toán từ người dùng sau đó “chỉ thị” cho các thành phần khác thực hiện công việc.

==> Xem thêm: CPU Máy Tính, Bộ Vi Xử Lý Intel Core i3, i5, i9, AMD Ryzen Chính Hãng, Giá Cực Rẻ

Hình dạng và cấu tạo CPU

CPU là một trong những linh kiện quan trọng tạo chất lượng, hoạt động ổn định của máy tính. Vậy hình dạng và cấu tạo của CPU như thế nào? Một vài thông tin được điểm qua như sau:

Hình dang mặt trước CPU - bộ vi xử lý

Hình dang mặt sau CPU - bộ vi xử lý

Hình dạng của CPU

CPU được thiết kế với dạng hình chữ nhật hoặc vuông tùy thuộc dòng đó là gì. Và khi nhìn vào hình ảnh của chúng, ta sẽ thấy có một góc nhỏ để đặt chip đúng vào socket CPU. Phần chip sẽ được đặt và gia cố chắc chắn vào một ổ cắm CPU tương thích được tìm thấy trên bo mạch chủ. Ở dưới cùng của chip là hàng trăm chân kết nối với mỗi lỗ tương ứng trên ổ cắm CPU.

Kết cấu của CPU

CPU được tạo thành từ hàng triệu bóng bán dẫn được sắp xếp cùng nhau trên một bảng mạch nhỏ. Ví dụ, bộ vi xử lý Intel Pentium có 3,3 triệu thành phần bóng bán dẫn và thực hiện khoảng 188 triệu lệnh mỗi giây. Cấu tạo của một CPU máy tính sẽ bao gồm 5 phần. Cụ thể:

Bộ điều khiển (CU - Control Unit)

Thành phần được tích hợp trong CPU máy tính này có chức năng chính là diễn giải các lệnh chương trình. Theo đó sẽ thực hiện điều khiển quá trình xử lý, được điều chỉnh chính xác bởi xung nhịp hệ thống. Đây là phần cốt lõi của bộ xử lý từ mạch logic so với các linh kiện bán dẫn như bóng bán dẫn.

Khối tính toán (ALU)

Hàm thực hiện các phép toán số học và logic sau đó trả kết quả vào thanh ghi hoặc bộ nhớ.

Các thanh ghi

Thanh ghi thường được trang bị trong CPU máy tính. Nhiệm vụ của thiết bị này là lưu tạm thời các toán hạng, kết quả tính toán, địa chỉ ô nhớ hoặc thông tin điều khiển. Được biết mỗi thanh ghi có một chức năng cụ thể và mặc dù chúng có kích thước nhỏ nhưng tốc độ truy xuất rất cao.

==> Xem thêm: Mainboard | Bo Mạch Chủ cho PC Văn Phòng, Game Thủ, Máy Trạm Giá Cực Ưu Đãi

Nguyên tắc hoạt động của bộ vi xử lý CPU 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 tiến nhưng nguyên lý hoạt động vẫn được giữ nguyên.

Trong đó tìm nạp (Fetch) sẽ có chức năng nhận lệnh từ CPU được chuyển đến 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 chỉ của lệnh tiếp theo.

Nguyên lý hoạt động của CPU

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 được gọi là bộ giải mã lệnh bởi CPU. Mục đích của việc này là nhằm đổi lệnh thành tín 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 được giải 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 chiếu bằng các hướng dẫn sau này. Thanh đăng ký này hoạt động giống như RAM.

Nói chung, hiểu một cách đơn giản thì nguyên lý hoạt động của CPU máy tính là nhận lệnh từ các hành động và yêu cầu của người dùng. Sau đó nó sẽ tiến hành giải mã các lệnh đó thành ngôn ngữ máy. Tiếp đến sẽ lưu trữ các lệnh và truyền chúng đến các bộ phận khác của máy tính để thực hiện yêu cầu của người dùng.

Thông tin trên của Hoàng Hà PC đã giúp bạn giải đáp những thông tin về CPU máy tính: CPU là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động ra sao? Tóm lại, CPU không phải là tất cả, nhưng nó quan trọng. Nói chung, CPU nhanh hơn có nghĩa là hệ thống hoặc thiết bị nhanh hơn.

==> Xem thêm: VGA, Card Màn Hình, Card Đồ Họa hiệu năng mạnh mẽ, chất lượng siêu bền, giá cả phải chăng