Vào đầu những năm 2000, khi Intel và AMD đưa các CPU lõi kép (dual-core) và lõi tứ (quad-core) trở nên phổ biến, cánh cửa hiệu năng đã chính thức mở ra. Số lượng nhân (core count) nhanh chóng trở thành một trong những thước đo lớn nhất về hiệu suất CPU và giữ vai trò quan trọng cho đến tận ngày nay. Tuy nhiên, với những tiến bộ vượt bậc trong kiến trúc CPU và công nghệ sản xuất bán dẫn ngày càng dày đặc, vai trò của số lượng nhân không còn quá then chốt nữa. Ngay cả người dùng phổ thông ngày nay cũng hiểu rằng chỉ nhiều nhân hơn thôi không phải lúc nào cũng đồng nghĩa với hiệu suất tốt hơn. Các yếu tố khác như IPC (Instructions Per Cycle), tần số đơn nhân (single-core frequency), khả năng mở rộng hiệu năng, và hiệu quả năng lượng đang trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Các nhân CPU hiện đại không thể so sánh chính xác với những thế hệ trước, bởi vì những đổi mới như nhân hiệu quả (efficiency cores) hay công nghệ 3D V-Cache đã thay đổi hoàn toàn cuộc chơi. Ngay cả những bộ xử lý cấp thấp ngày nay cũng vượt xa các CPU có số nhân cao nhất trong quá khứ.
Hiệu Năng CPU Hiện Đại Đã Chững Lại – Bước Tiến Thế Hệ Không Còn Vượt Trội
Tăng trưởng hiệu năng giữa các thế hệ không còn ấn tượng
Thời kỳ mà các CPU mang lại những bước nhảy vọt phi thường về hiệu năng giữa các thế hệ đã thực sự lùi vào quá khứ. 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 thế hệ trước (thậm chí còn chậm hơn trong trường hợp của Intel). Các nhà sản xuất đang phải vật lộn để tạo ra những cải thiện hiệu suất đáng kể mỗi năm. Điều này có nghĩa là CPU 6 nhân của bạn từ một hoặc hai thế hệ trước không hề chậm hơn một cách đáng kể so với dòng sản phẩm 8 nhân mới nhất từ Intel hay AMD.
Với việc các CPU hiện đại đã đủ mạnh cho hầu hết mọi loại tác vụ, việc ưu tiên CPU có số nhân cao đang mang lại ít lợi ích hơn bao giờ hết, ít nhất là đối với đa số người dùng. Cho dù bạn đang chơi các tựa game đòi hỏi cấu hình cao nhất, phát trực tuyến chúng online, hay thỉnh thoảng chỉnh sửa video, bạn sẽ hiếm khi cảm thấy cần đến những CPU mạnh mẽ nhất. Thực tế là một bộ phận lớn người dùng vẫn đang sử dụng các CPU 4 nhân đã 10-12 năm tuổi mà không cảm thấy cần nâng cấp, điều này cho thấy hướng đi của điện toán cá nhân trong thập kỷ qua.
Tất nhiên, một bộ xử lý 8 nhân thuộc thế hệ 14 của Intel sẽ nhanh hơn đáng kể so với một mẫu 4 nhân thế hệ 9, nhưng sự khác biệt về hiệu suất 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 mức khung hình ổn định miễn là bạn có một card đồ họa đủ tốt để kết hợp với CPU 4 nhân của mình.
Hầu Hết Các Ứng Dụng Không Tận Dụng Hết Số Lượng Nhân Khổng Lồ
Giới hạn hiệu năng là có thật
Một lý do khác để không quá bận tâm về số lượng nhân trên CPU của bạn là bạn không phải lúc nào cũng nhận được sự tăng hiệu suất tương ứng khi nâng cấp lên CPU có nhiều nhân hơn. Lấy ví dụ về sự khác biệt về FPS (khung hình mỗi giây) trong game khi chuyển từ CPU 6 nhân sang 8 nhân, 12 nhân và 16 nhân. Một khi bạn có một CPU 6 nhân khá tốt kết hợp với GPU tầm trung, bạn sẽ không còn nhiều lợi ích khi nâng cấp số lượng nhân CPU của mình.
Hơn nữa, trừ khi bạn chơi game ở độ phân giải 1080p, sự phụ thuộc của trò chơi vào CPU sẽ không quá đáng kể. Và ngay cả ở 1080p, các trò chơi hiện đại cũng không được lập trình để tận dụng CPU có số lượng nhân cao. Tần số đơn nhân và hiệu suất IPC tổng thể sẽ đóng vai trò lớn hơn nhiều trong FPS của bạn so với số lượng nhân CPU.
Đối với người dùng phổ thông, ngay cả nhiều tác vụ năng suất cũng không đòi hỏi sức mạnh của CPU 12 nhân hay 16 nhân. Bạn có thể hài lòng với hiệu suất mà các chip 8 nhân hiện đại mang lại, trừ khi bạn là một chuyên gia cần mọi ounce hiệu năng để tiết kiệm thời gian tối đa.
Hiệu Suất Năng Lượng (Performance-per-Watt) Trở Thành Mối Quan Tâm Hàng Đầu
Người dùng ưu tiên chip hiệu quả hơn
Mức tiêu thụ điện năng có thể không phải là mối quan tâm lớn đối với người dùng máy tính để bàn trong quá khứ, nhưng khi các nhà sản xuất tập trung vào việc tăng tần số CPU và số lượng nhân mỗi thế hệ, chỉ số TDP (Công suất Thiết kế Nhiệt) cứ thế tăng lên đến mức trở thành một vấn đề đáng lo ngại. Hơn hết, chỉ số này đã trở thành một điểm so sánh khác khi đánh giá các CPU khác nhau trước khi mua. 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.
Intel đã nhận ra rằng việc không ngừng tăng yêu cầu năng lượng của CPU là không bền vững, và do đó đã ưu tiên hiệu quả năng lượng với các CPU Arrow Lake mới nhất của họ. Chúng hiện tiêu thụ ít điện năng hơn đáng kể so với dòng Core thế hệ 14 của công ty, nhưng vẫn còn một chặng đường dài để cạnh tranh với AMD về mặt đó. Mặt khác, Đội Đỏ (AMD) tiếp tục gia tăng lợi thế bằng cách làm cho CPU Ryzen 9000 của họ tiết kiệm điện hơn cả các chip Ryzen 7000.
Việc nhồi nhét ngày càng nhiều nhân vào một bộ xử lý có thể mang lại nhiều hiệu suất hơn nhưng phải trả giá bằng hiệu quả năng lượng giảm sút. Do đó, cần có sự cân bằng giữa số lượng nhân cao, kiến trúc vi mô hiệu quả và những đổi mới như nhân hiệu quả của Intel. Khi đa số người dùng không yêu cầu số lượng nhân quá lớn, khả năng họ phải chịu đựng các yêu cầu tản nhiệt đắt đỏ 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 con chip tiết kiệm điện hơn nếu không bị mất đi hiệu suất.
Kiến Trúc Nhân Lai (Hybrid Cores) Đã Thay Đổi Cuộc Chơi
Không phải tất cả các nhân đều như nhau
Với Alder Lake, Intel đã ra mắt kiến trúc vi mô lai của mình, bao gồm các nhân hiệu năng (Performance-cores – P-cores) và nhân hiệu quả (Efficiency-cores – E-cores) – các nhân E-cores mới được thiết kế để cung cấp thêm hiệu suất khi cần, nhưng giúp giảm mức tiêu thụ điện khi không. Những loại nhân mới này đã thay đổi cuộc chơi, khiến việc so sánh trực tiếp (apples-to-apples) giữa các nhân CPU hiện đại và cũ trở nên bất khả thi. Ví dụ, Core i9-10900K và Core i5-12600K đều có 10 nhân, nhưng chip sau có sáu nhân hiệu năng truyền thống và bốn nhân hiệu quả, trái ngược với 10 nhân truyền thống trên mẫu thế hệ 10.
Việc xem xét kiến trúc cơ bản và cấu hình của các nhân CPU hợp lý 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 họ với các sản phẩm của AMD trở nên phức tạp hơn một chút, vì Đội Đỏ không (và hiện vẫn không) có bất kỳ thứ gì tương tự như nhân hiệu quả của Intel. Với Arrow Lake, Intel cũng loại bỏ tính năng siêu phân luồng (hyper-threading) khỏi CPU của mình, làm giảm đáng kể số lượng luồng so với các chip Raptor Lake. Đây lại là một thay đổi khác khiến việc so sánh các nhân giữa các thế hệ trở nên khó khăn.
Kiến trúc nhân E-core Arrow Lake của Intel
Tần Số Đơn Nhân (Single-Core Frequency) Và Bộ Nhớ Đệm Quan Trọng Hơn
Bằng chứng rõ ràng từ thị trường
Như đã đề cập trước đó, hầu hết các ứng dụng phổ biến không tăng hiệu suất tuyến tính theo số lượng nhân. Điều này là do sự phụ thuộc vào hiệu suất đơn nhân hơn là tổng số nhân. Trong nhiều trường hợp, một CPU có ít nhân hơn nhưng tốc độ nhanh hơn có thể đánh bại một CPU khác có nhiều nhân hơn nhưng chạy chậm hơn đáng kể. Càng nhiều nhân trên một CPU, tần số trên mỗi nhân càng có xu hướng thấp hơn. Do đó, CPU có số lượng nhân cao có thể không chỉ không liên quan đối với đa số người dùng, mà thậm chí còn có thể làm giảm hiệu suất tùy thuộc vào khối lượng công việc.
Ngoài tần số đơn nhân, lượng bộ nhớ đệm L3 (L3 cache) trên CPU cũng là yếu tố quyết định lớn đến hiệu suất chơi game. Công nghệ 3D V-Cache của AMD đã làm đảo lộn thị trường CPU chơi game với Ryzen 7 5800X3D và sau đó là các CPU X3D khác. Mặc dù có ít nhân hơn so với các chip đầu bảng của cả AMD và Intel, những 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 hạn chế về hiệu suất liên quan đến số lượng nhân thấp hơn, và thậm chí cả tốc độ xung nhịp hơi chậm hơn.
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 quả năng lượng tốt hơn thay vì chỉ tập trung vào số lượng nhân. Họ đã nhận ra rằng, vượt quá một ngưỡng nhất định, số lượng nhân cao sẽ không có tác động đáng kể đến hiệu suất, ít nhất là đối với đa số người dùng.
GPU Hiện Đảm Nhiệm Phần Lớn Công Việc Nặng
Nhiều nhân CPU không còn ấn tượng như trước
Các bộ xử lý đa nhân đã từng đảm nhiệm các khả năng xử lý song song cần thiết cho rất 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.
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 thể vẫn phụ thuộc vào card đồ họa của mình nhiều hơn là CPU khi chơi các trò chơi đòi hỏi cấu hình cao hoặc chạy các chương trình đồ họa chuyên sâu khác. Điều này làm cho số lượng nhân 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 lại là hiệu suất đơn nhân và các lợi thế kiến trúc khác thay vì số lượng nhân.
Đừng quá chú trọng vào số lượng nhân
Số lượng nhân CPU vẫn là một chỉ số hiệu suất 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 làm cho việc so sánh số lượng nhân hầu hết trở nên vô nghĩa. Hơn nữa, tầm quan trọng của số lượng nhân đã giảm đi khi các CPU hiện đại đạt đến giới hạn hiệu suất, sự tập trung tăng cường vào hiệu quả năng lượng và những đổi mới như 3D V-Cache, cũng như nhiều ứng dụng không mở rộng hiệu năng đủ với số lượng nhân cao.
Hãy chia sẻ ý kiến của bạn về vai trò của nhân CPU trong bối cảnh công nghệ hiện tại!
