So sánh tốc độ bộ xử lý

Một nhầm lẫn chung về các bộ xử lý là các đánh giá tốc độ khác nhau của chúng. Do đó bài viết này sẽ bao gồm tốc độ bộ xử lý tổng quát và kế tiếp cung cấp nhiều thông tin cụ thể về các bộ xử lý Intel, AMD, và VIA/Cyrix cho bạn.

Cách xung hệ thống được tạo thành

Xung của hệ thống máy tính được đo lường như một chuỗi, diễn tả bằng số vòng trên một giây. Máy tạo dao động tinh thể điều khiển xung bằng thạch anh đôi lúc được chứa trong cái giống như đồ chứa bằng thiếc. Hệ thống mới hơn bao gồm máy tạo dao động vòng trên chipset của bo mạch chủ nên không là thành phần riêng biệt có thể nhìn thấy.

Ngay khi điện áp tác động vào miếng thạch anh, nó bắt đầu rung lên (dao động) với tốc độ đều đặn tùy ảnh hưởng bởi hình dạng và kích cỡ của tinh thể. Những dao động này bắt nguồn từ tinh thể trong dòng luân phiên tạo thành tốc độ đều hoà của miếng tinh thể. Cái dòng luân phiên này chính là tín hiệu đồng hồ mà hình thành nên nền thời gian máy vi tính hoạt động. Một hệ thống máy vi tính điển hình chạy hàng triệu, hàng tỷ chu kỳ trong một giây, nên tốc độ được đo bằng megahertz hay gigahertz (Một hertz tương đương một chu kỳ trong một giây). Một tín hiệu dòng đều đặn giống như sóng hình sin với thời gian giữa các đỉnh của mỗi sóng xác định chuỗi.

Ghi chú:

Hertz được lấy tên của nhà vật lý Đức Heinrich Rudolf Hertz. Năm 1885, Hertz xác định lý thuyết điện từ, lý thuyết cho biết ánh sáng là sự hình thành của sự bức xạ điện từ và sản sinh ra những sóng điện từ.

Đối với bộ xử lý một chu kỳ là thành phần thời gian nhỏ nhất. Mỗi công việc yêu cầu ít nhất một chu kỳ và thường là nhiều chu kỳ. Để chuyển dữ liệu đến hoặc từ bộ nhớ, cho thí dụ, một bộ xử lý hiện đại như Pentium 4 cần tối thiểu ba chu kỳ để thiết lập sự truyền bộ nhớ đầu tiên và kế tiếp chi một chu kỳ cho ba lần truyền đến sáu lần truyền liên tục. Chu kỳ dư thừa ở lần truyền thứ nhất được gọi là tình trạng chờ (Wait State). Tình trạng chờ là khoảnh khắc đồng hồ không có vấn đề gì xảy ra. Điều này đảm bảo bộ xử lý không tiến đến sự dừng lại của máy tính.

Thời gian yêu cầu để thực thi các chi lệnh cũng thay đổi:

■ 8086 và 8088 – Bộ xử lý 8086 và 8088 đầu tiên lấy trung bình 12 chu kỳ để thực thi một chỉ lệnh đơn.

■ 286 và 386 – Bộ xử lý 286 và 386 cải tiến tốc độ này khoảng 4.5 chu kỳ cho mỗi chỉ lệnh.

■ 486 0 Bộ xử lý 486 và phần lớn các bộ xử lý tương thích Intel thế hệ thứ tư khác, như là AMD 5×86, hạ tốc độ xa hơn, khoảng 2 chu kỳ cho mỗi chỉ lệnh.

■ Pentium, K6 series — Bộ xử lý cấu trúc Pentium và các bộ xử lý tương thích Intel thế hệ thứ năm khác, như là những bộ xử lý của AMD và Cyrix, bao gồm cặp đôi đường ống dẫn chỉ lệnh và những cải tiến khác cho hoạt động mỗi chu kỳ một hay hai chi lệnh.

■ P6/P7 và mới hơn — Những bộ xử lý P6 và P7 này (thế hệ thứ sáu và thứ bảy) có thể thực thi ba hay nhiều chỉ lệnh cho mỗi chu kỳ, với bội số có thể trên đa nhân.