Vào những năm đầu thập niên 2000, khi Intel và AMD đưa các CPU hai lõi và bốn lõi ra thị trường đại chúng, cuộc đua về số lõi CPU chính thức bắt đầu. Số lõi nhanh chóng trở thành một trong những thước đo quan trọng nhất về hiệu năng CPU và vẫn giữ vị trí này cho đến ngày nay. Tuy nhiên, với những tiến bộ vượt bậc trong kiến trúc CPU và công nghệ sản xuất chip bán dẫn dày đặc hơn, vai trò của số lõi đã không còn quá then chốt như trước.
Ngay cả người dùng phổ thông ngày nay cũng hiểu rằng chỉ nhiều lõi thôi chưa chắc đã mang lại hiệu năng cao hơn; các yếu tố khác như IPC (Instructions Per Cycle), tần số đơn nhân, khả năng mở rộng hiệu năng và hiệu suất năng lượng ngày càng trở nên quan trọng. Các nhân CPU hiện đại không thể so sánh trực tiếp với những thế hệ trước, bởi vì những đổi mới như lõi hiệu suất (Efficiency Cores) hay công nghệ 3D V-Cache đã thay đổi hoàn toàn cuộc chơi. Thậm chí, các bộ vi xử lý tầm thấp hiện tại cũng vượt xa hiệu năng của những CPU nhiều lõi nhất trong quá khứ. Congnghemoi.net sẽ cùng bạn tìm hiểu sâu hơn về lý do tại sao quan niệm về tầm quan trọng của số lõi CPU cần được nhìn nhận lại trong kỷ nguyên công nghệ hiện đại này.
Bo mạch chủ Asus ROG Maximus Z790 Hero BTF đại diện cho phần cứng PC hiện đại
6 Lý Do Tại Sao Số Lõi CPU Không Còn Là Yếu Tố Duy Nhất Quyết Định Hiệu Năng
1. Hiệu năng CPU qua các thế hệ đã “chững” lại
Sự thật về mức tăng hiệu năng giữa các thế hệ
Thời kỳ CPU mang lại những bước nhảy vọt phi thường về hiệu năng qua từng thế hệ đã không còn nữa. Nếu nhìn vào các dòng CPU Zen 5 của AMD hay Arrow Lake của Intel, chúng ta có thể thấy hiệu năng của chúng gần như tương đương với các phiên bản tiền nhiệm (thậm chí Intel còn chậm hơn trong một số trường hợp). Các nhà sản xuất đang gặp khó khăn trong việc tạo ra những cải tiến hiệu năng đáng kể mỗi năm. Điều này có nghĩa là một CPU 6 lõi từ một hoặc hai thế hệ trước của bạn không hề chậm hơn đáng kể so với một CPU 8 lõi mới nhất từ Intel hay AMD.
Nhu cầu thực tế của người dùng phổ thông
Với các CPU hiện đại đã đủ mạnh cho hầu hết mọi loại tác vụ, việc ưu tiên CPU có số lõi cao đang mang lại ít lợi ích hơn bao giờ hết, ít nhất là đối với đa số người dùng. Dù bạn đang chơi những tựa game nặng mới nhất, phát trực tiếp (streaming) chúng, hay chỉnh sửa video không thường xuyên, bạn sẽ không bao giờ cảm thấy cần đến những CPU mạnh nhất. Thực tế là một bộ phận lớn người dùng vẫn đang sử dụng các CPU 4 lõi đã 10-12 năm tuổi mà không cảm thấy cần nâng cấp cho thấy xu hướng mà máy tính để bàn đã và đang đi theo trong thập kỷ qua.
Đương nhiên, một bộ xử lý 8 lõi Gen 14 của Intel sẽ nhanh hơn đáng kể so với một mẫu 4 lõi Gen 9, nhưng sự khác biệt về hiệu năng cảm nhận được trong các ứng dụng phổ biến nhất sẽ không phải là một trời một vực. Bạn vẫn có thể tận hưởng các trò chơi ở tốc độ khung hình chấp nhận được miễn là bạn có một card đồ họa (GPU) đủ mạnh để kết hợp với CPU 4 lõi của mình.
CPU AMD Ryzen 7000 trên bo mạch chủ AM5 thể hiện sự phát triển kiến trúc bộ vi xử lý
2. Hầu hết các ứng dụng không tận dụng tối đa số lõi
Giới hạn của hiệu năng đa luồng trong game
Một lý do khác để không quá bận tâm về số lõi trên CPU của bạn là bạn không phải lúc nào cũng nhận được sự tăng hiệu năng tương xứng khi tăng số lõi. Ví dụ, hãy xem xét sự khác biệt về FPS khi chơi game khi chuyển từ CPU 6 lõi sang 8 lõi, 12 lõi và 16 lõi. Một khi bạn đã có một CPU 6 lõi đủ tốt kết hợp với GPU tầm trung, bạn sẽ không còn nhiều lợi ích khi nâng cấp số lõi CPU nữa.
Hơn nữa, trừ khi bạn chơi game ở độ phân giải 1080p, sự phụ thuộc của game vào CPU sẽ không quá đáng kể. Ngay cả ở 1080p, các tựa game hiện đại cũng không được lập trình để tận dụng triệt để các CPU có số lõi cao. Tần số đơn nhân và hiệu năng IPC tổng thể sẽ đóng vai trò lớn hơn nhiều trong việc quyết định FPS của bạn so với số lõi CPU.
Năng suất làm việc và sự phụ thuộc vào lõi
Đối với người dùng phổ thông, ngay cả nhiều tác vụ năng suất cũng không yêu cầu sức mạnh của CPU 12 lõi hoặc 16 lõi. Bạn có thể hài lòng với hiệu năng mà các chip 8 lõi hiện đại mang lại, trừ khi bạn là một chuyên gia cần mọi ounce hiệu năng để tiết kiệm thời gian tối đa.
CPU AMD Ryzen 7 9700X minh họa cho hiệu năng đa lõi của bộ vi xử lý hiện đại
3. Hiệu suất năng lượng (Performance-per-watt) trở thành ưu tiên hàng đầu
Áp lực về TDP và chi phí làm mát
Tiêu thụ điện năng có thể không phải là một mối lo ngại lớn đối với người dùng máy tính để bàn trong quá khứ, nhưng khi các nhà sản xuất tập trung không ngừng vào việc tăng tần số CPU và số lõi qua từng thế hệ, chỉ số TDP (Thermal Design Power) liên tục leo thang đến mức trở thành một mối lo ngại thực sự. Hơn thế nữa, chỉ số này đã trở thành một điểm so sánh khác khi đánh giá các CPU khác nhau trước khi mua hàng. Trong vài thế hệ gần đây, Intel được biết đến là gặp khó khăn về hiệu suất trên mỗi watt so với các CPU Ryzen tiết kiệm điện hơn của AMD.
Cuộc đua hiệu suất của Intel và AMD
Intel nhận ra rằng việc liên tục tăng yêu cầu về điện năng của CPU là không bền vững, và do đó đã ưu tiên hiệu suất năng lượng với các CPU Arrow Lake mới nhất của mình. Chúng hiện tiêu thụ ít điện hơn nhiều so với dòng Core Gen 14 của hãng, nhưng vẫn còn một chặng đường dài để cạnh tranh với AMD trên mặt trận này. Đội Đỏ, mặt khác, đã tăng thêm lợi thế bằng cách làm cho CPU Ryzen 9000 của mình tiết kiệm điện hơn cả các chip Ryzen 7000.
Việc nhồi nhét ngày càng nhiều lõi vào một bộ xử lý có thể mang lại hiệu năng cao hơn nhưng phải trả giá bằng hiệu suất năng lượng giảm sút. Do đó, cần có sự cân bằng giữa số lõi cao, kiến trúc vi mô hiệu quả và những đổi mới như lõi hiệu suất của Intel. Khi đa số người dùng không yêu cầu số lõi quá cao, khả năng họ chấp nhận chi phí làm mát đắt đỏ cho những CPU đó là cực kỳ thấp. Đối với hầu hết người dùng, hóa đơn tiền điện có thể không phải là yếu tố quyết định khi chọn CPU, nhưng họ vẫn muốn chọn một chip tiết kiệm điện hơn nếu không bị mất đi hiệu năng.
Bộ vi xử lý Intel Core i7-14700K lắp trên bo mạch chủ, đại diện cho CPU dòng Core
4. Kiến trúc lõi lai (Hybrid Cores) thay đổi định nghĩa về lõi
Sự ra đời của P-cores và E-cores
Với Alder Lake, Intel đã ra mắt kiến trúc vi mô lai của mình, bao gồm các lõi hiệu năng (Performance Cores – P-cores) và lõi hiệu suất (Efficiency Cores – E-cores). Các E-core mới này được thiết kế để cung cấp hiệu năng bổ sung khi cần thiết, nhưng đồng thời giúp giảm tiêu thụ điện năng khi không tải nặng. Những loại lõi mới này đã thay đổi cuộc chơi, khiến việc so sánh trực tiếp giữa các lõi CPU hiện đại và cũ trở nên bất khả thi. Ví dụ, Core i9-10900K và Core i5-12600K đều có 10 lõi, nhưng Core i5-12600K có sáu P-core truyền thống và bốn E-core, trái ngược với 10 lõi truyền thống trên mẫu Gen 10.
Sơ đồ minh họa E-core của CPU Intel Arrow Lake, thể hiện kiến trúc lõi hiệu suất
Khó khăn trong việc so sánh trực tiếp
Việc xem xét kiến trúc nền tảng và cấu hình của các lõi CPU có ý nghĩa hơn nhiều so với việc chỉ nhìn vào con số thô. Do sự chuyển đổi của Intel sang kiến trúc lai, việc so sánh các bộ xử lý của hãng với sản phẩm của AMD trở nên phức tạp hơn một chút, vì Đội Đỏ không (và vẫn chưa) có gì tương tự với các lõi hiệu suất của Intel. Với Arrow Lake, Intel cũng đã loại bỏ công nghệ siêu phân luồng (Hyper-threading) khỏi CPU của mình, làm giảm đáng kể số lượng luồng so với các chip Raptor Lake. Đây là một thay đổi khác khiến việc so sánh lõi giữa các thế hệ trở nên khó khăn.
So sánh bao bì Intel Core Ultra 7 265K và Core i7-14700K, minh họa sự đa dạng của dòng chip Intel
5. Tần số đơn nhân và bộ nhớ đệm (Cache) mới là “át chủ bài”
Tầm quan trọng của hiệu năng đơn nhân
Như đã đề cập ngắn gọn trước đó, các ứng dụng được sử dụng phổ biến nhất không mở rộng hiệu năng tuyến tính theo số lõi. Điều này là do sự phụ thuộc vào hiệu năng đơn nhân hơn là tổng số lõi. Trong nhiều trường hợp, một CPU với ít lõi hơn nhưng tốc độ nhanh hơn có thể đánh bại một CPU khác với nhiều lõi hơn nhưng chạy chậm hơn đáng kể. Càng nhiều lõi trên CPU, tần số hoạt động của mỗi lõi có xu hướng thấp hơn. Do đó, các CPU có số lõi cao không chỉ có thể không phù hợp với hầu hết người dùng mà thậm chí có thể làm giảm hiệu năng tùy thuộc vào khối lượng công việc.
Cách 3D V-Cache “đảo lộn” thị trường game
Bên cạnh tần số đơn nhân, lượng bộ nhớ đệm L3 trên CPU của bạn là một yếu tố quyết định lớn đến hiệu năng chơi game. Công nghệ 3D V-Cache của AMD đã hoàn toàn làm thay đổi thị trường CPU chơi game với Ryzen 7 5800X3D và sau đó là các CPU X3D khác. Mặc dù có ít lõi hơn so với các chip flagship của cả AMD và Intel, các CPU X3D này dễ dàng trở thành bộ xử lý chơi game nhanh nhất thế giới. Bộ nhớ đệm L3 tốc độ cao đã giúp chúng vượt qua mọi nhược điểm về hiệu năng liên quan đến số lõi thấp hơn, và thậm chí cả tốc độ xung nhịp chậm hơn một chút.
Cả Intel và AMD đều đang nỗ lực đổi mới các công nghệ như bộ nhớ đệm xếp chồng (stacked cache), tốc độ xung nhịp cao hơn và hiệu suất năng lượng tốt hơn thay vì chỉ tập trung vào số lõi. Họ đã nhận ra rằng, vượt qua một ngưỡng nhất định, số lõi cao sẽ không còn tác động đáng kể đến hiệu năng, ít nhất là đối với đa số người dùng.
Hình ảnh CPU AMD Ryzen 7 9800X3D nổi bật với công nghệ 3D V-Cache cho gaming
6. GPU đã gánh vác phần lớn các tác vụ nặng
Từ xử lý song song đến AI và 3D rendering
Các bộ xử lý đa lõi đã xử lý các khả năng xử lý song song cần thiết cho nhiều khối lượng công việc trong quá khứ. Tuy nhiên, nhiều trong số các khối lượng công việc này đã được GPU đảm nhiệm trong những năm qua, nhờ vào khả năng xử lý song song vượt trội của chúng. Kết xuất độ phân giải cao, mã hóa và giải mã, học máy (machine learning) và học sâu (deep learning) là một số khối lượng công việc chuyên sâu mà GPU thực hiện tốt hơn so với CPU.
Giảm sự phụ thuộc vào CPU đa lõi
Ngay cả khi bạn không phải là một chuyên gia hay không quan tâm đến các khối lượng công việc AI hoặc kết xuất 3D, bạn có lẽ vẫn phụ thuộc vào card đồ họa nhiều hơn là CPU khi chơi các tựa game nặng hoặc chạy các chương trình đòi hỏi đồ họa chuyên sâu khác. Điều này làm cho số lõi trên CPU của bạn ít liên quan hơn bao giờ hết, vì ngay cả khi một ứng dụng phụ thuộc vào CPU, yếu tố quyết định vẫn là hiệu năng đơn nhân và các lợi thế kiến trúc khác thay vì chỉ số lõi.
Bộ vi xử lý Intel Core i9-14900K, một chip hiệu năng cao, cho thấy sự phát triển của CPU Intel
Đừng quá chú trọng vào số lõi
Số lõi CPU vẫn là một thước đo hiệu năng quan trọng, nhưng chỉ khi so sánh các bộ xử lý cùng thế hệ. Sự khác biệt về kiến trúc từ thế hệ này sang thế hệ khác khiến việc so sánh số lõi trở nên vô nghĩa. Hơn nữa, tầm quan trọng của số lõi đã giảm đi khi các CPU hiện đại đạt đến giới hạn hiệu năng, sự tập trung cao độ vào hiệu suất năng lượng và những đổi mới như 3D V-Cache, cùng với việc nhiều ứng dụng không mở rộng hiệu năng đủ mức với số lõi cao.
Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn cái nhìn sâu sắc hơn về vai trò thực sự của số lõi CPU trong bối cảnh công nghệ hiện nay. Hãy chia sẻ quan điểm của bạn và đừng quên theo dõi congnghemoi.net để cập nhật những kiến thức công nghệ chuyên sâu và đáng tin cậy nhất!
