Khi so sánh hai bộ vi xử lý (CPU) hàng đầu hiện nay, điều đầu tiên chúng ta thường nghĩ đến là xung nhịp (clock speed). Theo lẽ tự nhiên, nhiều người cho rằng xung nhịp cao hơn đồng nghĩa với hiệu năng vượt trội. Tuy nhiên, trong bối cảnh công nghệ hiện tại, xung nhịp CPU không còn là thước đo duy nhất để đánh giá hiệu suất. Mặc dù nó vẫn có thể thể hiện sự khác biệt về hiệu năng giữa hai CPU, nhưng khi lựa chọn bộ vi xử lý cho hệ thống của mình, độc giả cần cân nhắc nhiều yếu tố quan trọng khác. Bài viết này của 360congnghe.com sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của xung nhịp và các yếu tố ảnh hưởng hiệu năng CPU thực sự.
Xung nhịp CPU nói lên điều gì (và điều gì không)
Trước hết, chúng ta cần định nghĩa. Xung nhịp của CPU cho biết số chu kỳ mà nó có thể hoàn thành trong một giây. Đây chỉ là một tần số, tương tự như tần số âm thanh, và điều này rất quan trọng. Xung nhịp không cho biết số lượng lệnh mà CPU có thể thực thi trong một giây. Nó chỉ liên quan đến số chu kỳ đồng hồ có thể hoàn thành trong một giây.
Yếu tố quan trọng hơn là số lệnh mỗi chu kỳ (Instructions Per Clock – IPC). Các kiến trúc CPU mới hơn có thể hỗ trợ nhiều lệnh hơn trong mỗi chu kỳ đồng hồ, hoặc chúng thực thi các lệnh đó hiệu quả hơn. Một ví dụ điển hình là bộ dự đoán nhánh (branch predictor) trong các CPU Zen 5 của AMD như Ryzen 9 9950X, đây là bộ dự đoán nhánh “hai bước” có thể tăng tốc độ thực thi bằng cách tìm nạp dữ liệu trước.
Dưới đây là điểm cốt lõi: Xung nhịp chỉ là số chu kỳ được hoàn thành trong một giây, không phải số lệnh được hoàn thành.
Intel Core i7-14700K in a motherboard CPU socket
Do đó, việc so sánh xung nhịp của các CPU từ các thương hiệu hoặc thế hệ khác nhau không mang lại nhiều thông tin. Bạn có thể mong đợi một bộ vi xử lý mới hơn với xung nhịp cao hơn sẽ hoạt động tốt hơn một bộ xử lý cũ hơn với tốc độ chậm hơn, nhưng điều này phần lớn là kết quả của những cải tiến về kiến trúc, chứ không phải chỉ do xung nhịp. Hơn nữa, các ứng dụng mà bạn sử dụng có thể ít hoặc nhiều nhạy cảm với xung nhịp, đây là điều bạn nên cân nhắc khi xem xét hai CPU.
Vài thập kỷ trước, khi chỉ có các bộ xử lý đơn nhân, xung nhịp là yếu tố quyết định. Chỉ một nhân duy nhất thực thi các lệnh, vì vậy nếu nhân đó có thể hoàn thành nhiều chu kỳ hơn trong một giây, điều đó trực tiếp chuyển thành hiệu năng tăng thêm. Tuy nhiên, khi các thiết kế CPU đã phát triển theo hướng bổ sung thêm nhiều nhân và luồng (threads), các ứng dụng cũng đã theo kịp. Bạn sẽ thấy rằng hầu hết các ứng dụng ngày nay quan tâm nhiều hơn đến việc có một số lượng nhân nhất định hơn là tốc độ chạy của các nhân đó.
Two men sit at a desk smiling, with 9100MHz showing on a magnified screenshot at a corner
Vượt xa xung nhịp: Các yếu tố quyết định hiệu năng CPU
Chúng ta đã đề cập đến một vài yếu tố khác biệt khi xem xét hai CPU, từ số lượng nhân đến kiến trúc. Các bài đánh giá của bên thứ ba luôn là nguồn thông tin tốt nhất khi tìm hiểu về CPU. Bạn có thể sử dụng các công cụ benchmark tiêu chuẩn như Geekbench và Cinebench để so sánh hiệu năng của hai CPU. Nếu chỉ dựa vào thông số kỹ thuật, đây là những gì bạn nên xem xét:
- Kiến trúc (Architecture): Các kiến trúc mới hơn gần như luôn mang lại hiệu năng tốt hơn các kiến trúc cũ.
- Số lượng và cấu hình nhân (Core Count and Configuration): CPU có bao nhiêu nhân? Chúng có cùng một thiết kế nhân hay được chia thành các loại nhân khác nhau (P-cores, E-cores)?
- Bộ nhớ đệm (Cache): Nhiều bộ nhớ đệm hơn có nghĩa là ít thời gian hơn để tìm nạp dữ liệu từ bộ nhớ hệ thống (RAM).
- Tập lệnh mở rộng (Instruction Extensions): Một số khối lượng công việc đòi hỏi các tập lệnh chuyên biệt.
- Khả năng kết nối (Connectivity): Chipset bo mạch chủ cung cấp một số tùy chọn kết nối, nhưng CPU của bạn phần lớn quyết định các tùy chọn USB và PCIe.
Hãy cùng điểm qua một số yếu tố dễ hiểu trước. Kiến trúc và khả năng kết nối là hai điều bạn không cần phải tìm hiểu quá sâu. Mới hơn gần như luôn tốt hơn ở cả hai khía cạnh. Điều quan trọng duy nhất cần chú ý đối với khả năng kết nối là hỗ trợ USB và PCIe. Ví dụ, nếu bạn muốn Thunderbolt 4, Intel Core Ultra 9 285K hỗ trợ tính năng đó nguyên bản. Trong khi đó, AMD Ryzen 9 9950X không hỗ trợ Thunderbolt 4 nguyên bản; bạn sẽ cần có nó thông qua chipset của bo mạch chủ. Mặc dù PCIe tương thích ngược, bạn sẽ muốn tìm phiên bản mới nhất nếu muốn khả năng lưu trữ tiên tiến. Số lượng làn PCIe được hỗ trợ cũng có thể quan trọng, nhưng chỉ khi bạn có kế hoạch kết nối nhiều thiết bị PCIe với bo mạch chủ của mình.
Ngoài ra, số lượng và cấu hình nhân có thể tạo ra một số khác biệt lớn giữa hai bộ vi xử lý, và không phải lúc nào cũng theo cách bạn nghĩ. Nhìn chung, nhiều nhân hơn sẽ tốt hơn, nhưng bạn cần lưu ý đến cấu hình nhân. Ví dụ, Ryzen 7 9800X3D với tám nhân thực tế có hiệu năng vượt trội hơn một chút so với Ryzen 9 9950X3D 16 nhân trong các tác vụ chơi game. Điều này là do Ryzen 7 sử dụng một module nhân phức hợp (CCD) tám nhân duy nhất, trong khi Ryzen 9 sử dụng hai CCD. Có một độ trễ nhất định khi truyền dữ liệu giữa hai CCD.
Ngoài các CCD, Intel đã thúc đẩy kiến trúc nhân dị thể (heterogeneous architecture) trong vài thế hệ gần đây. Các CPU như Core i9-14900K tự hào có 32 nhân, nhưng chúng được chia thành các nhân hiệu năng cao (P-core) và các nhân hiệu quả năng lượng cao (E-core) có sức mạnh kém hơn đáng kể.
AMD Ryzen 7 9800X3D
Một thông số ngày càng quan trọng đối với CPU là bộ nhớ đệm (cache). Đây là một phần nhỏ của bộ nhớ lưu trữ nằm trực tiếp cạnh CPU và do đó cực kỳ nhanh. Một dung lượng cache lớn hơn có nghĩa là nhiều dữ liệu hơn có thể được lưu trữ ngay cạnh CPU, giảm số lần CPU cần truy cập vào bộ nhớ hệ thống (RAM) để tìm nạp dữ liệu. So với cache trong CPU, RAM chậm hơn rất nhiều lần. AMD đã tận dụng hiệu quả bộ nhớ đệm bổ sung với các CPU X3D của mình như Ryzen 9 9950X3D để tăng cường hiệu năng chơi game.
Cuối cùng, có tập lệnh mở rộng, chúng chỉ quan trọng nếu bạn có một khối lượng công việc cụ thể trong đầu. Các tập lệnh cốt lõi của hầu hết các CPU đều dựa trên kiến trúc tập lệnh x86, nhưng Intel và AMD mở rộng khả năng của chip với các tập lệnh mở rộng như AVX. Gần đây, các CPU có tuổi đời một thập kỷ (hoặc hơn) đã gặp sự cố trong tựa game Helldivers 2, vì trò chơi đó yêu cầu CPU có tập lệnh AVX2. Tương tự, AMD hỗ trợ tập lệnh AVX-512 với đường dẫn dữ liệu 512 bit nguyên bản trên các CPU Zen 5, trong khi Intel thì không. Các tập lệnh này có thể tăng tốc các tác vụ như giả lập PS3 và một số tác vụ AI.
Helldivers 2 running on the Lenovo Legion Go
Bạn không nên chỉ dựa vào thông số kỹ thuật
Việc xem xét thông số kỹ thuật rất hữu ích để hiểu khả năng của CPU và chúng đóng vai trò là điểm tham chiếu để so sánh hai CPU cùng thương hiệu trong cùng một thế hệ. Ví dụ, Ryzen 5 có sáu nhân trong khi Ryzen 7 có tám, vì vậy có lẽ bạn nên chọn Ryzen 7 để có thêm sức mạnh đa luồng. Tuy nhiên, không có một thông số kỹ thuật đơn lẻ nào nói lên trực tiếp về hiệu năng của bộ xử lý. Việc rút gọn một bộ xử lý chỉ còn một thông số – hoặc thậm chí một danh sách nhỏ các thông số – là cách nhanh chóng để đưa ra quyết định mua hàng sai lầm.
Bạn cũng cần hiểu rõ các khối lượng công việc (workloads) mà bạn muốn chạy. Ví dụ, bộ nhớ đệm CPU bổ sung có thể mang lại sự tăng cường lớn về hiệu năng chơi game. Trong khi đó, hầu hết các trò chơi không tận dụng được quá tám nhân. Mặt khác, các tác vụ như chỉnh sửa và mã hóa video lại ưu tiên số lượng nhân CPU lớn. Tuy nhiên, bộ nhớ đệm bổ sung trên CPU không giúp tăng tốc các khối lượng công việc này nhiều. Điều quan trọng là phải hiểu các thông số kỹ thuật của CPU, nhưng thậm chí còn quan trọng hơn là phải hiểu cách áp dụng các thông số đó vào các ứng dụng bạn thực sự sẽ sử dụng.
Cuối cùng, cách tốt nhất để tìm hiểu cách một bộ xử lý hoạt động so với bộ xử lý khác là xem các bài đánh giá độc lập. Bằng cách đó, bạn có thể thoát khỏi việc chỉ nhìn vào thông số kỹ thuật và thấy chúng chuyển thành hiệu năng thực tế như thế nào.
Hãy chia sẻ kinh nghiệm của bạn về việc lựa chọn CPU và những yếu tố bạn ưu tiên khi đánh giá hiệu năng bộ vi xử lý trong phần bình luận dưới đây!