Tìm hiểu về tốc độ xung nhịp: Base Clock và Boost Speed

Nói đến vi xử lý, hầu hết mọi người đều nhìn vào tốc độ xung nhịp. Đây là chu kỳ xung nhịp (clock cycle) hay phép tính toán mà vi xử lý thực hiện được trong một giây, thường được đo bằng megahertz (triệu vòng) hay gigahertz (tỉ vòng). Dù nhiều người không biết chính xác nó là gì nhưng đây là con số so sánh dễ dàng. Giả sử muốn mua máy tính, thông thường mọi người sẽ cho là số càng lớn thì máy chạy càng nhanh (ví dụ vi xử lý 2,5GHz sẽ nhanh hơn vi xử lý 2,3GHz).

Nhưng bên cạnh con số cơ bản đó, những năm gần đây còn xuất hiện thuật ngữ Boost Speed. Hầu hết các vi xử lý, dù là đồ họa hay tính toán, đều có cả 2 loại này, trong đó tốc độ cơ bản dùng chung thuật ngữ Base Clock, còn với tốc độ mới, Intel gọi là Turbo Boost, AMD gọi là Turbo Core. Vậy chúng thực sự mang ý nghĩa gì và khác nhau ở đâu?

Vi xử lý chạy càng nhanh thì càng tốn điện và tạo ra nhiều nhiệt. Ví dụ vi xử lý Intel Core i7-5820K có 6 lõi CPU với Base Clock là 3.3Ghz và Turbo Boost là 3,6GHz. Các tác vụ cơ bản sẽ không cần tới 3,6GHz, thậm chí là chẳng cần đến 3,3GHz. Vậy việc gì phải chạy nhanh hơn và tốn nhiều điện hơn một cách không cần thiết?

Trước đây ép xung là việc chỉ những ai có hiểu biết và nhu cầu cao mới làm. Ép xung là việc thay đổi hệ số nhân của xung, tăng tốc vi xử lý. Mỗi CPU có xung ở mức thấp (low-level clock), sau đó nhân với hệ số. Ví dụ một CPU có xung là 300MHz và hệ số nhân 11x thì tốc độ xung nhịp sẽ là 3,3GHz. Chế độ Boost nói trên chính là việc ép xung, nhưng không phải do con người làm mà do hệ thống tự động thực hiện.

Khi máy tính nhận ra cần chạy nhiều chu kỳ xung hơn (ví dụ như render video chẳng hạn), nó sẽ kiểm tra giữa tốc độ với nhiệt độ. Nếu đủ mát, nó sẽ thực hiện ép xung để tăng tốc. Ép xung trong bao lâu còn phụ thuộc vào việc hệ thống cần bao lâu, khả năng làm mát kéo dài được bao lâu.

Cần lưu ý là tốc độ xung nhịp cao nhất chỉ áp dụng cho 1 vi xử lý. Nếu chỉ dùng 1 vi xử lý thì bạn sẽ được ép xung hoàn toàn, nhưng nếu dùng nhiều lõi (ví dụ trong trường hợp chip Intel nói trên là 6 lõi) thì không phải tất cả đều đạt tốc độ tối đa. Việc này còn phụ thuộc vào bo mạch chủ, bo đời cao sẽ cho phép lên cao hơn đời thấp.

Máy tính cũng có thể tự ép xung khi cần thiết
Máy tính cũng có thể tự ép xung khi cần thiết

Trên điện thoại sẽ có chút khác biệt. Thường nhà sản xuất không cho biết Base Clock của chip di động là bao nhiêu vì thực tế con số này cũng không cho biết gì về con chip. Ở điều kiện thường, vi xử lý máy tính chạy ở tốc độ của Base Clock nhưng trên điện thoại thì không. Tốc độ của nhiều chip ARM chỉ ở mức vài trăm MHz nhưng lại cho phép chúng chạy chế độ nghỉ, đỡ tốn điện và nhiệt.

Base Clock thực ra không có ý nghĩa nhiều trong thực tế. Khi bạn dùng điện thoại, vi xử lý sẽ tăng ngay lên tốc độ cần thiết để thực hiện công việc. Nó giữ được tốc độ đó bao lâu còn tùy thuộc vào nhà sản xuất vì nếu vi xử lý nóng quá, nó sẽ tự điều chỉnh. Vì vậy dù dùng 2 điện thoại chip giống hệt nhau nhưng tốc độ xung nhịp lại khác nhau hoàn toàn. Bạn có thể nhìn vào trường hợp scandal làm chậm iPhone của Apple để hiểu tác động của nhà sản xuất với tốc độ máy.

Boost Speed thực ra giống một bảng hướng dẫn hơn là quy định bắt buộc. Trên máy tính, bạn không bao giờ lo máy chạy dưới tốc độ Base Clock (trừ phi bạn ép nó chạy ở mức thấp) nhưng trên di động thì khác. Các laptop hiện nay cũng khá giống điện thoại. Ví dụ MacBook Air có lõi Intel Core i5 1,6Ghz với Boost Speed là 2,7GHz, nghĩa là sẽ có sự đánh đổi lớn giữa tốc độ và thời lượng pin. Cũng như điện thoại, laptop không có hệ thống làm mát khỏe như desktop nên cũng không thể duy trì tốc độ Boost được lâu.

Ngoài ra cần lưu ý là tốc độ xung nhịp cũng không quyết định tất cả về con chip, mà còn phụ thuộc vào số vi xử lý, tốc độ bus, kích thước bộ nhớ đệm, tốc độ RAM, HDD và SSD. Con số này có thể dùng để so sánh các phiên bản khác nhau của cùng một dòng chip nhưng khác hãng (chip Intel và AMD) hay các dòng khác nhau (chip mới và cũ cùng của Intel) thì không thực sự có ý nghĩa.

Vì thế người ta phải thực hiện benchmark từng con chip mới đưa ra được đánh giá đúng đắn. Benchmark về cơ bản có 2 loại là trên lý thuyết và thực tiễn.

Benchmark theo lý thuyết đưa ra các điểm số, dựa trên một phần mềm benchmark chạy trên trình duyệt hoặc cài trên máy, đôi khi là kiểm tra xem máy chạy phần mềm này nhanh hay chậm. Nhìn chung con số này khá mù mờ và không cho biết rõ chip đó hay dở ra sao.

Benchmark thực tiễn bắt các phần mềm thực hiện một số tác vụ nhất định như render video hay nén file. Ví dụ như trang Anandtech dùng WinRAR để kiểm tra, nén 2.876 tập tin (tương đương 1,52GB) và đếm thời gian. Chip 5820K mất 46,17 giây trong khi chip 5930K chỉ cần 44,95 giây là hoàn thành. Việc chuyển đổi tập tin video có thể đo bằng số khung hình trong video… Dù con số khác biệt có thể không nhiều nhưng cũng cho biết sự khác biệt.

Nhìn chung, biết được tốc độ Base Clock và Boost Speed là cần thiết, nếu chúng càng cao thì đương nhiên sẽ tốt, nhưng đây không phải những yếu tố duy nhất để bạn đánh giá CPU của máy cũng như đưa ra quyết định mua. Bảng dưới đây đưa ra những mặt được và mất của một số yếu tố khi đánh giá vi xử lý máy tính.

Chất lượng  Lợi ích  Điểm trừ
Tốc độ xung nhịp cao  Máy nhanh hơn 
  • Tốn nhiều điện hơn
  • Máy nóng hơn
Tốc độ xung nhịp cơ bản thấp, tốc độ ép xung cao 
  • Hiệu quả hơn
  • Thời lượng pin lâu hơn (với các thiết bị di động) 
Có khả năng máy bị điều chỉnh chậm hơn
Khả năng ép xung  Tăng tốc hệ thống 
  • Đắt hơn
  • Cần hệ thống làm mát tốt hơn
Đa lõi  Thực hiện tác vụ đa luồng tốt hơn 
  • Thường chạy đơn luồng kém
  • Vi xử lý to hơn
Siêu phân luồng  Nhân đôi số lõi vi xử lý hiệu quả cho các phần mềm được tối ưu 
  • Hầu hết các phần mềm không được tối ưu
  • Đắt hơn
Đồ họa tích hợp trên chip  Không cần GPU  Không phải tất cả chip đều có

Xem thêm:

Thứ Tư, 04/09/2019 15:32
4,33 👨 6.771