Trong những tháng gần đây, bạn có thể đã gặp thuật ngữ “lõi không đồng nhất” trong bối cảnh Intel bộ xử lý. Tuy nhiên, việc hiểu điều này có nghĩa là gì và nó khác với các thiết kế bộ xử lý nguyên khối truyền thống như thế nào có thể hơi khó khăn. Bài viết này nhằm mục đích đơn giản hóa khái niệm và giải thích quá trình chuyển đổi từ bộ xử lý nguyên khối sang bộ xử lý không đồng nhất, bao gồm cả cách thức ARMKiến trúc big.LITTLE của đã ảnh hưởng đến sự phát triển này.
Hiểu bộ xử lý nguyên khối
Trong lịch sử, bộ xử lý có một lõi đơn và bộ xử lý đa lõi đầu tiên dành cho người tiêu dùng là Intel Core2Duo, được giới thiệu vào năm 2011, chỉ có hai lõi. Ngày nay, chúng ta có bộ xử lý có tới 16 lõi trở lên cho nhiều ứng dụng khác nhau. Thuật ngữ “nguyên khối” dùng để chỉ thiết kế của những bộ xử lý này, trong đó tất cả các lõi đều có cùng kiến trúc và kích thước trong DIE của bộ xử lý, không nhất thiết phải có kích thước vật lý hoặc sức mạnh của chúng.
Kiến trúc big.LITTLE của ARM
ARM, một công ty nổi tiếng về thiết kế lõi dùng trong bộ xử lý điện thoại thông minh, đã phải đối mặt với một thách thức. Họ muốn tăng số lượng lõi mà không ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ pin. Giải pháp của họ là kiến trúc big.LITTLE, một thiết kế bộ xử lý lai kết hợp lõi hiệu suất cao với lõi hiệu suất cao. Các lõi hiệu suất xử lý các tác vụ nhẹ hơn như duyệt web, trong khi các lõi hiệu suất đảm nhận các hoạt động đòi hỏi khắt khe như chơi game hoặc chỉnh sửa video.
Việc Intel áp dụng các lõi không đồng nhất
Intel áp dụng cách tiếp cận tương tự bằng cách thuê Jim Keller, nhân vật chủ chốt đằng sau AMDkiến trúc của Ryzen. Bộ xử lý không đồng nhất của Intel có hai loại lõi:
- Lõi điện tử: Lõi hiệu suất cao vẫn hoạt động trong khối lượng công việc nhẹ và mang lại lợi thế tiết kiệm điện. Họ cung cấp hỗ trợ cho P-Core khi cần thiết.
- P-Core: Lõi hiệu suất cao kích hoạt khi thực hiện khối lượng công việc nặng, chẳng hạn như chơi game hoặc tạo nội dung, mang lại sức mạnh xử lý mạnh mẽ.
Sự chuyển đổi của AMD với Kiến trúc Zen
Mặc dù AMD vẫn chưa phát hành bộ xử lý không đồng nhất nhưng họ đã bắt đầu chuyển đổi với kiến trúc Zen của mình. Họ đạt được điều này bằng cách chia các lõi thành các DIE riêng biệt và kết nối chúng với một chip điều khiển. Các thành phần chính của kiến trúc này bao gồm:
- CCX: Một khối bao gồm bốn lõi, với hai đơn vị CCX trong mỗi DIE.
- CCD: Mỗi DIE bao gồm hai đơn vị CCX, có bộ đệm L3 dùng chung.
- I/O DIE: Quản lý giao tiếp giữa CCD, CCX và các thành phần hệ thống khác, đảm bảo phân phối tải đều.
Tóm lại, sự chuyển đổi từ bộ xử lý nguyên khối sang bộ xử lý không đồng nhất thể hiện một sự tiến hóa đáng kể trong CPU thiết kế. Cả Intel và AMD đều đang khám phá những kiến trúc đổi mới này để nâng cao hiệu suất, hiệu quả sử dụng điện năng và khả năng đa nhiệm, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của điện toán hiện đại.