Chip lõi kép - năng lực nhân đôi?

"Hai cái đầu hiển nhiên bao giờ cũng tốt hơn một". Đó là câu thần chú mà các nhà sản xuất bộ xử lý Intel và AMD đang cố gắng “úm ba la” cho chúng thành hiện thực trong năm 2006. Ngày càng nhiều các bộ xử lý chính (CPU) có trong máy tính để bàn và giờ đây là thế giới máy tính xách tay sử dụng cấu trúc có tên gọi là thiết kế lõi kép, công nghệ cho phép nhúng hai CPU vào một khối silicon duy nhất.

Mặc dù được tôn sùng với cụm từ lõi kép, các nhà sản xuất không nhất thiết cứ phải nhắc đi nhắc lại về công nghệ mới. Liệu bạn có thể mua một dàn PC đời mới mà lại không tìm hiểu xem nó có được điều khiển bởi hai bộ não dưới một cái đầu? Vậy công nghệ này là gì? Tại sao lại phải nhúng hai lõi vào một?

Từ năm 2003, Intel và Dell bắt đầu cảm thấy bối rối về hướng phát triển bộ xử lý. Kể cả các CPU nhanh nhất lúc đó chạy hết tốc lực cũng khó có thể nâng khả năng thể hiện lên được nữa. Các nhà quan sát của ngành công nghệ bắt đầu bàn tán về tính nghiêm trọng của hệ thống làm mát, kể cả khi Intel nỗ lực tung ra các bộ xử lý thuộc hàng hi-end. Các nhà sản xuất CPU không thể cải thiện tốc độ xung đồng hồ (Hz), đại lượng quyết định sự nhanh chậm của khả năng thể hiện.

Bước vào thị trường CPU lõi kép có các đại diện như AMD Athlon 64 X2 và Intel Pentium D. Các bộ xử lý này phát huy liên kết giữa hai lõi CPU cho phép thực hiện nhiều bài toàn ứng dụng một cách hiệu quả hơn. Quan trọng hơn, chúng phối hợp làm việc cùng nhau để đưa ra khả năng thể hiện hoàn hảo ở tốc độ xử lý không cần cao, hơn hẳn từng thành viên CPU lõi đơn làm việc riêng lẻ. Kết quả là, hệ thống làm việc mát mẻ, ít “stress” hơn với một lượng nhỏ transistor silic hơn, biểu hiện cho tính hiệu quả trong chế tạo các CPU dồi dào tính năng.

Nếu bạn nhận định rằng các CPU lõi kép sẽ có tốc độ xử lý nhanh gấp hai lần các model lõi đơn là hoàn toàn sai lầm. Có nhiều yếu tố chi phối khả năng thể hiện của PC. Trước hết, CPU lõi kép chỉ thể hiện ưu thế của mình khi xử lý nhiều ứng dụng cùng một lúc, nhanh hơn hẳn các CPU dùng chip rời rạc.

Thứ hai, bạn có thể chia sẻ công việc giữa các chip lõi bất kỳ lúc nào. Mặc dù, với các ứng dụng thường thức, bạn không thể chờ đợi khả năng thể hiện cải thiện 70% so với bộ xử lý lõi đơn. Bù lại, CPU lõi kép chạy ở tốc độ thấp hơn, cho phép thân máy mảnh mai hơn các PC dùng bộ xử lý lõi đơn. PC World còn đưa ra bảng thử nghiệm so sánh giữa các CPU lõi đơn và lõi kép đầu bảng.

Phần mềm đi theo CPU hai lõi

Có rất nhiều lĩnh vực rất cần đến năng lực “tài ba” của các CPU “hai bộ não”, một nhà phân tích của ngành công nghiệp này, ông Nathan Brookwood nhận định. Ví dụ, các doanh nhân, thường có rất nhiều chương trình muốn mở cùng một lúc. Các CPU lõi kép sẽ giúp họ mở rất nhanh các thứ họ cần, và cho phép xử lý các ứng dụng hạng nặng một cách kịp thời, chẳng hạn như vừa xử lý một văn bản vừa mở một trang web và nghe nhạc trên phần mềm Media Player.

Điều quan trọng nhất, ngày càng xuất hiện nhiều phần mềm dành cho các bộ xử lý lõi kép. Các nhà sản xuất game và card đồ hoạ là hai nhóm tích cực phát triển kiến trúc đa dòng sự kiện (multithread) để khai thác tối đa tiềm năng của hệ thống đa chip. "Thậm chí với các game đơn dòng single-thread, tất cả các chip đồ hoạ và điều khiển 3D vẫn có thể thuộc loại đa dòng", theo nhà phân tích Brookwood.

Cụm từ “multithread” đã hiện diện trong nhiều ứng dụng sáng tạo media, như Adobe Photoshop và Premier. Bạn có thể chờ đợi kiểu đa dòng sự kiện này sẽ tràn lan khắp các phần mềm từ đơn giản đến phức tạp được thiết lập dành cho các CPU hai lõi. Kết quả là: Việc đầu tư các hệ thống máy tính lõi kép ngày hôm nay sẽ giúp bạn đón nhận các lợi thế hiển thị các ứng dụng mở rộng của ngày mai.

Nhưng tất cả các bộ xử lý lõi kép không được tạo ra theo cùng một cách. Chris Connelly, giám đốc tiếp thị của một hãng chuyên phát triển các PC đa lõi, GamePC, cho biết, chip xử lý hai nhân của AMD có khả năng thể hiện trội hơn đáng kể so với CPU Pentium D của Intel. Ông trích dẫn dòng máy tính Disruptor-SLI của GamePC, được trang bị các công nghệ hàng đầu để phục vụ các game và các ứng dụng desktop cao cấp. Họ máy tính Disruptor-SLI sử dụng bộ xử lý lõi kép AMD Athlon 64 X2.

"Lời phàn nàn nhiều nhất về các sản phẩm lõi kép của Intel và có tốc độ xử lý quá mạnh khiến toả ra quá nhiều nhiệt, trong khi các chip không thực hiện được nhiều công việc đúng như mong đợi", Connelly nhận xét.

Tất cả các nhược điểm này có thể thay đổi được. Brookwood cho biết các chip thế hệ mới dành cho máy để bàn của Intel đã trở nên hiệu quả hơn ngay cả ở tầm tốc độ xử lý thấp.

"Sự cạnh tranh giữa Intel và AMD càng gay gắt càng có lợi cho người tiêu dùng", theo Brookwood. Intel còn hứa hẹn sẽ tung ra bộ xử lý lõi kép mới dành riêng cho máy bàn, với tên gọi Conroe vào nửa sau năm 2006 và được kỳ vọng là sẽ cạnh tranh hơn so với sản phẩm của AMD.

Sự cạnh tranh khốc liệt này sẽ sớm đưa các hệ thống lõi kép trở thành nhóm sản phẩm trọng yếu trên thị trường, giám đốc Connelly nhận định. GamePC chờ đợi 90-95% số PC hãng bán ra vào cuối năm nay sẽ là loại lõi kép.

Tương lai rộng mở

CPU lõi kép là một giải pháp tốt cho tất cả các dòng sản phẩm trừ hạng low-end, nhưng người quyết định cuối cùng vẫn chính là người tiêu dùng. Các CPU 64 bit đã đánh dấu một mốc quan trọng trong thị trường hàng tiêu dùng, thể hiện sự thành công của AMD với dòng sản phẩm Athlon 64. Và Brookwood cho rằng bất kỳ ai quan tâm đến phiên bản mới của hệ điều hành Windows, tức Windows Vista, hãy nghĩ đến một bộ xử lý 64-bit.

"Vista sẽ khai thác các thế mạnh của CPU 64-bit theo các cách mà Windows XP không thể làm được" ông Brookwood khẳng định. "Điều đó cũng khẳng định các chương trình ứng dụng 32-bit chạy trên phần mềm Windows Vista sẽ không nhanh bằng chạy trên nền 64-bit".

Đó là một sự thật khá hiển nhiên. Ví dụ, phiên bản 64-bit của Adobe Premiere có thể trình diễn một thước video kéo dài nhiều giờ tốt hơn nhiều so với chương trình tương tự nhưng là phiên bản 32-bit. "Do đó, máy tính 64 bit thực sự là sản phẩm mơ ước của người dùng", Brookwood nhận định.

Không dừng lại ở hai lõi, người ta đang phát triển tiếp các bộ xử lý 4 lõi trở lên. Các lõi bổ sung sẽ giúp tăng cường hơn nữa năng lực thể hiện, cho phép bộ xử lý đạt đến tầm cao mới mà vẫn không toả nhiều nhiệt, tránh được nguy cơ thường dẫn đến sự tê liệt CPU. Gần đây, Intel còn tiết lộ trên xa lộ thông tin được công bố bởi tờ Tom's Hardware, trình bày về các dự án phát triển các nền tảng CPU 4 và 8 lõi, trong vòng từ nay đến năm 2008.

Liệu bộ xử lý một lõi có hết thời? Kết cục này có lẽ chỉ có người tiêu dùng mới có thể trả lời. Bởi những người chỉ cần dùng máy tính để lướt web, xử lý các trang văn bản, soạn thảo e-mail và chơi game nhẹ nhàng kiểu “bói bài Tây” như Solitaire thì chẳng cần nhiều năng lực xử lý. Các bộ xử lý low-end hay CPU một lõi vẫn là phương án kinh tế nhất so với phương án đa lõi.

Theo T.B.

Số hóa/PCWorld