CPU Inside View: Nhìn từ bên trong.

Chúng ta hàng ngày vẫn thường nhìn CPU từ bên ngoài, vậy đã bao giờ bạn có ý tưởng ngắm nó từ bên trong để tìm hiểu rõ hơn chưa?

1. CPU là gì?

CPU (Central Processing Unit) là bộ xử lí trung tâm của máy tính. Chắc năng chính của bộ phận này là điều khiển máy tính. Nó thực hiện các tính toán cơ bản về số học, logic và đầu vào/ra. Nói cách khác, CPU chính là bộ não của máy tính, nơi tập trung thông tin và xử lí, đồng thời đưa ra các lệnh đến bộ phận khác.

2. Các thành phần chính của CPU:

a) ALU (Arithmetic and Logic Unit)

Đây là nơi xử lí các vấn đề về số học và logic cơ bản của máy tính. Ở ALU, các phép toán số học đơn giản được tính toán và đưa ra các quyết định hợp lý. Những phép toán được thực hiện theo nguyên tắc sau: Số 0 và 1 là hai số duy nhất được lưu trữ trong bộ vi xử lí, cùng với đó là các linh kiện bán dẫn. Dòng điện đi qua vi xử lí được điều khiển dựa vào hoạt động của các switch: Switch bật cho phép dòng điện đi qua và ngược lại. Khi dòng điện đi qua các thiết bị bán dẫn chứa thông tin nhị phân, nếu dòng điện đi qua dễ dàng thì đó là số 1, còn nếu dòng điện không đi qua được thì đó là số 0. Dựa vào các dãy số nhị phân, ALU sẽ phiên dịch các phép toán theo ngôn ngữ của chúng và thực hiện.

b) Đơn vị điều khiển (CU)

Đây là nơi quản lí rất nhiều các bộ phận khác nhau của máy tính. CU sẽ là nơi nhận lệnh từ bộ xử lí trung tâm, chuyển chúng đến các bộ phận/thiết bị ngoại vi cũng như khởi động ALU cho các công việc tính toán và logic. Có thể nói, nếu như CPU là bộ nào thì CU chính là những dây thần kinh để nhận và truyền thông tin từ CPU đến các bộ phận khác.

c) Bộ nhớ cache:

Đóng vai trò là bộ nhớ tốc độ cao, đây là nơi cho phép thông tin được lưu trữ cũng như lấy ra trong thời gian ngắn. Cache có thể đóng vai trò là một bộ nhớ tạm thời trong khi máy tính đang hoạt động, cũng như bộ nhớ dài hạn khi cần.

Trước năm 1970, CPU thường được chia tách làm các bộ phận riêng biệt. Tuy nhiên sau đó, chúng được gộp chung với tên gọi "bộ vi xử lý". Chúng được đặt ở phía trên bo mạch chủ, với bộ phận quạt tản nhiệt nằm ngay phía sau để giảm bớt nhiệt độ trong quá trình sử dụng, đảm bảo tuổi thọ và khả năng làm việc của máy.