Giới Thiệu
Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá sâu hơn về cores và threads để bạn có thể trả lời những câu hỏi phổ biến về chúng và cách chúng hoạt động.
Tổng Quan
Cores và threads là hai thành phần nằm trong bộ vi xử lý (CPU), còn được gọi là bộ xử lý. Bộ xử lý giống như bộ não của máy tính, điều khiển và quản lý tất cả các hoạt động của nó.
Giống như bộ não con người được cấu tạo từ các nơron, tế bào và mạch máu, bộ não của máy tính hay bộ xử lý được tạo thành từ các thành phần chính sau:
- Cores thực hiện các nhiệm vụ cần thiết để chạy ứng dụng.
- Threads giúp bộ xử lý lên lịch các nhiệm vụ một cách hiệu quả.
- Transistors hoạt động như các công tắc, cho phép hoặc ngăn cản dòng điện đi qua.
- Gates bật và tắt các transistors.
Nghiên cứu về bộ não con người cho thấy rằng điểm IQ cao hơn không chỉ liên quan đến việc có nhiều nơron hơn mà còn đến việc các nơron đó kết nối tốt hơn và hoạt động nhanh hơn. Tương tự, tốc độ của bộ xử lý cũng không chỉ phụ thuộc vào kích thước mà còn vào chất lượng.
Hãy xem xét một phép so sánh: Liệu bạn có thể chiếu sáng một căn phòng tốt hơn với hai bóng đèn hay bốn cây nến? Ít bóng đèn sẽ thực hiện công việc tốt hơn. Chỉ cần có NHIỀU nến không làm cho chúng hiệu quả hơn. Chất lượng cũng quan trọng, và điều này cũng đúng với hai thành phần chính của bộ xử lý: cores và threads.
Cores là gì?
Một core của bộ xử lý là một kỳ quan của kỹ thuật!
Đó là phần cứng vật lý trong CPU xử lý tất cả dữ liệu hoặc hướng dẫn cần thiết để chạy các tác vụ máy tính — từ việc mở một ứng dụng đến việc chỉnh sửa video.
Tất cả cores có giống nhau không?
Khách hàng có thể nhầm tưởng rằng tất cả các cores đều giống nhau, vì vậy hãy làm rõ:
Tất cả cores không được tạo ra như nhau!
Kiến Trúc Hybrid Hiệu Suất
Kiến trúc Hybrid Hiệu suất tích hợp hai loại core khác nhau trên cùng một die. Thay vì chỉ sử dụng một loại core, hai core riêng biệt — Performance-cores (P-cores) và Efficient-cores (E-cores) — được tạo ra để xử lý các khối lượng công việc khác nhau.
P-cores hoạt động ở tần số cao hơn, lý tưởng cho các khối lượng công việc đơn luồng, và thường xử lý các tác vụ ở phía trước.
E-cores hoạt động ở tần số thấp hơn, lý tưởng cho các khối lượng công việc đa luồng, và phù hợp nhất cho các tác vụ ở phía sau.
Cần biết rằng vì các core khác nhau được thiết kế khác nhau, một số nhanh hơn và hiệu quả hơn những cái khác. Làm thế nào để phân biệt? Một cách là xem phần khác của nhãn thông số, thể hiện tần số (đo bằng gigahertz, hoặc GHz), hoặc tốc độ của bộ xử lý.
Tần số là gì?
Càng cao tần số của bộ xử lý, hay tốc độ đồng hồ, thì càng nhiều hướng dẫn mà một core có thể thực hiện trong một khoảng thời gian nhất định. Một bộ xử lý có tần số cao hơn có thể thực hiện nhiều phép tính hơn trong thời gian ngắn hơn, điều này chuyển thành trải nghiệm tổng thể nhanh hơn cho người sử dụng.
Nếu khách hàng muốn biết máy tính nhanh như thế nào, hãy cho họ biết rằng tần số tối đa được thể hiện trên nhãn thông số là số liệu quan trọng để xem xét — có thể quan trọng hơn số lượng cores hay số lượng threads!
Threads là gì?
Một thread là một tập hợp các hướng dẫn được truyền đến một core để xử lý. Các core có nhiều việc phải làm, vì vậy rất quan trọng để có các threads lên lịch hiệu quả cho những gì mỗi core thực hiện và theo thứ tự nào. Ngay khi một core hoàn thành một quá trình, lý tưởng là nó nên có một quá trình khác sẵn sàng để thực hiện. Threads giúp làm cho điều đó trở nên khả thi, để các core có thể hoạt động nhanh chóng và hiệu quả nhất có thể.
Ứng dụng đơn luồng là gì?
Các khối lượng công việc đơn luồng thường yêu cầu cao hơn và chỉ sử dụng 1-2 threads cho mỗi tác vụ.
Các tác vụ được thực hiện theo thứ tự tuần tự, nơi một hướng dẫn được xử lý một lần. Trước khi bắt đầu một tác vụ mới, thread phải hoàn thành tác vụ trước đó.
Chơi game là một tác vụ đơn luồng phổ biến, vì nó yêu cầu rất cao đối với thiết bị của người dùng.
Ứng dụng đa luồng là gì?
Các khối lượng công việc đa luồng sử dụng 3 thread trở lên, cho phép nhiều tác vụ được hoàn thành cùng một lúc. Công việc được chia thành các phần nhỏ hơn và phân phối đến nhiều threads có sẵn, vì vậy các tác vụ có thể được thực hiện song song với nhau. Đa luồng tiết kiệm thời gian và tối đa hóa hiệu suất CPU bằng cách thực hiện nhiều tập hợp hướng dẫn cùng một lúc.
Công việc tạo nội dung như mã hóa video hoặc chuyển đổi video là ứng dụng đa luồng phổ biến, vì các quy trình đó có thể được chia nhỏ thành nhiều tác vụ nhỏ hơn.
Thread Director là gì?
Hiệu suất core được tối ưu hóa bởi Thread Director, tự động phân phối các tác vụ đến core phù hợp nhất cho khối lượng công việc đó. Thông qua sức mạnh của AI, Thread Director lập lịch các tasks trên core đúng vào thời điểm đúng.
Đầu tiên, Thread Director xác định loại khối lượng công việc. Sau đó, nó hỗ trợ hệ điều hành bằng cách lập lịch các threads để chạy trên P-cores hoặc E-cores. Công nghệ này đảm bảo rằng P-cores và E-cores có thể chạy các ứng dụng khác nhau cùng một lúc mà không làm chậm người dùng.
Cách Tất Cả Hoạt Động Cùng Nhau
Bây giờ bạn đã biết cores, threads và tần số là gì, hãy sử dụng phép so sánh để xem cách chúng hoạt động cùng nhau.
Một thu ngân dày dạn kinh nghiệm đại diện cho một core tần số cao. Anh ấy có thể thanh toán hàng hóa nhanh hơn so với nhân viên trung bình.
Một thu ngân mới tuyển đại diện cho một core tần số thấp. Cô ấy thanh toán hàng hóa chậm hơn so với nhân viên trung bình.
Một máy tính tiền đại diện cho việc lập lịch threading. Máy tính tiền giúp cho các thu ngân thực hiện công việc của họ, tương tự như cách các ứng dụng đơn luồng và đa luồng cho phép cores xử lý các tác vụ.
Ví dụ 1: Tần số và Ứng dụng Đơn Luồng
Các ứng dụng đơn luồng hưởng lợi từ việc có một core tần số cao, hoạt động ở tốc độ nhanh hơn. Sự gia tăng tốc độ giúp đẩy nhanh các khối lượng công việc đơn luồng, vì các tập hợp hướng dẫn này được thực hiện một cách tuần tự. Với một core tần số cao hơn, các threads có thể được xử lý nhanh hơn một cách liên tiếp.
Ví dụ 2: Tần số và Ứng dụng Đa Luồng
Các ứng dụng đa luồng hoàn thành các tác vụ ít yêu cầu hơn ở tần số thấp hơn. Vì chúng hoạt động ở tần số thấp hơn, các khối lượng công việc đa luồng giúp tối đa hóa hiệu suất CPU. Bằng cách xử lý các tác vụ nhỏ hơn ở phía sau cùng một lúc, nhiều threads và cores có thể được sử dụng đồng thời.
Nhiều Cores Có Luôn Tốt Hơn Không?
Nhiều người tin rằng nhiều cores luôn tốt hơn.
Như bạn vừa thấy, điều đó không phải lúc nào cũng đúng. Điều quan trọng hơn là tần số, mà chúng tôi sẽ chứng minh bằng hai ví dụ thực tế: chơi game và năng suất.
Hiệu suất chơi game
Nếu nhiều cores luôn tốt hơn, thì hiệu suất chơi game sẽ tiếp tục cải thiện trong các hệ thống có nhiều cores. Nhưng điều đó không xảy ra.
Tóm Tắt
Bây giờ bạn đã hiểu cores và threads là gì và cách chúng hoạt động, bạn có thể giúp bất kỳ ai hiểu những yếu tố quan trọng này khi mua sắm: hãy nhớ rằng chất lượng và tần số của cores quan trọng hơn số lượng.
Các Thực Hành Tốt Nhất
- Lựa chọn bộ xử lý với tần số cao cho các ứng dụng yêu cầu hiệu suất đơn luồng.
- Sử dụng bộ xử lý với kiến trúc hybrid cho các tác vụ đa luồng.
- Theo dõi hiệu suất thông qua các công cụ benchmark để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống của bạn.
Những Cạm Bẫy Thường Gặp
- Tin rằng nhiều cores luôn mang lại hiệu suất tốt hơn.
- Không xem xét tần số khi lựa chọn CPU.
Mẹo Tối Ưu Hiệu Suất
- Tối ưu hóa các ứng dụng đa luồng để tận dụng tối đa hiệu suất CPU.
- Sử dụng phần mềm quản lý tài nguyên để phân phối tốt hơn các tác vụ trên các cores.
Giải Quyết Vấn Đề
- Nếu máy tính của bạn chạy chậm, kiểm tra xem có nhiều quá trình đang chạy trên các cores không.
- Xem xét nâng cấp CPU nếu hiệu suất không đáp ứng nhu cầu sử dụng của bạn.
Câu Hỏi Thường Gặp
- Tại sao tần số lại quan trọng hơn số lượng cores?
- Tần số cao giúp xử lý nhanh hơn các tác vụ đơn luồng, điều này rất quan trọng cho nhiều ứng dụng.
- Kiến trúc hybrid là gì?
- Kiến trúc hybrid kết hợp các cores hiệu suất cao và hiệu suất thấp, tối ưu hóa cho cả tác vụ nặng và nhẹ.
- Làm thế nào để tối ưu hóa hiệu suất CPU?
- Sử dụng các ứng dụng đa luồng và quản lý tài nguyên hiệu quả để cải thiện hiệu suất tổng thể.
