Tại sao mọi người vẫn trung thành với CPU cũ?

Hiệu suất của CPU hiện đại đã đạt đến giới hạn

Hiện nay, sự phát triển của CPU đã đi vào hầu hết các sản phẩm chủ lực đều có hiệu suất không còn vượt trội như trước. Khi bạn xem xét các dòng sản phẩm như AMD Zen 5 hay Intel Arrow Lake, nhiều khả năng bạn sẽ nhận thấy hiệu suất của chúng gần như tương tự so với thế hệ trước (đặc biệt là với Intel khi hoạt động kém hơn).

Các nhà sản xuất đang gặp khó khăn trong việc nâng cao đáng kể hiệu suất qua từng năm. Điều này có nghĩa là CPU 6 nhân từ cách đây một hai thế hệ không nhanh hơn đáng kể so với các mẫu CPU 8 nhân mới nhất từ Intel hay AMD.

Với hiệu suất của các CPU hiện đại đủ mạnh cho hầu hết mọi loại công việc, việc ưu tiên cho CPU có nhiều nhân lại không mang lại kết quả lớn như trước kia. Đối với đa số người dùng, cho dù bạn đang chơi các tựa game mới nhất, phát trực tuyến hay chỉ đơn giản là chỉnh sửa video, bạn gần như không bao giờ cảm thấy cần thiết phải nâng cấp lên các CPU mạnh mẽ nhất.

Thực tế, một bộ phận người dùng vẫn đang sử dụng những CPU 10-12 năm tuổi với 4 nhân mà không cảm thấy cần phải nâng cấp cho thấy xu hướng của máy tính để bàn trong suốt một thập kỷ qua. Tất nhiên, một bộ xử lý 8 nhân thế hệ 14 của Intel sẽ nhanh hơn nhiều so với mẫu 4 nhân thế hệ 9, nhưng sự khác biệt về hiệu suất trong các ứng dụng thường dùng không còn cách biệt rõ ràng nữa.

Miễn là bạn có một card đồ họa tốt để kết hợp với CPU 4 nhân, bạn vẫn có thể thưởng thức các trò chơi với mức khung hình chơi được.

Số lõi trên CPU không quyết định hiệu suất trong nhiều ứng dụng

Khi đánh giá CPU, nhiều người có xu hướng tập trung quá nhiều vào số lõi mà bỏ qua tầm quan trọng của hiệu suất thực tế mà nó mang lại. Việc gia tăng số lượng lõi không nhất thiết mang lại sự gia tăng tương ứng về hiệu suất, đặc biệt là khi chuyển từ CPU 6 lõi sang 8, 12 hay 16 lõi.

Trong lĩnh vực game, sự khác biệt về FPS giữa các CPU khác nhau có thể không rõ ràng. Một CPU 6 lõi tốt kết hợp với GPU tầm trung có thể đáp ứng đủ nhu cầu mà game thủ cần. Ngoài ra, trừ khi bạn chơi game ở độ phân giải 1080p, CPU không phải là yếu tố quyết định lớn đến hiệu suất chơi game.

Thêm vào đó, hầu hết các game hiện đại không được lập trình để tối ưu hóa cho các CPU nhiều lõi. Thay vào đó, tần số lõi đơn và hiệu suất IPC lại có vai trò quan trọng hơn nhiều trong việc quyết định FPS. Với những người dùng thông thường, nhiều công việc văn phòng không cần đến sức mạnh của các CPU 12 hay 16 lõi. CPU 8 lõi hiện đại đã đủ khả năng đáp ứng nhu cầu, trừ khi bạn là một chuyên gia cần tối đa hóa hiệu suất để tiết kiệm thời gian.

Hiệu suất tiêu thụ điện năng đang trở thành mối quan tâm lớn hơn bao giờ hết

Sự tiêu thụ điện năng chưa bao giờ là mối quan tâm lớn đối với người dùng máy tính để bàn trong quá khứ. Tuy nhiên, khi các nhà sản xuất ngày càng tập trung vào việc tăng tần số CPU và số lượng lõi qua từng thế hệ, TDP (TDP – Thermal Design Power) đã tăng lên đến mức nó trở thành một vấn đề hợp lý. Trên thực tế, chỉ số này đã trở thành một điểm so sánh khác khi người dùng đánh giá các CPU khác nhau trước khi đưa ra quyết định mua sắm.

Trong vài thế hệ qua, Intel gặp khó khăn với hiệu suất trên watt so với các CPU Ryzen tiết kiệm điện hơn của AMD. Intel đã nhận ra rằng việc liên tục tăng yêu cầu điện năng cho các CPU của mình không phải là một hướng đi bền vững. Vì thế, họ đã đặt mục tiêu hiệu suất năng lượng lên hàng đầu với dòng CPU Arrow Lake mới nhất của mình. Các CPU này hiện tiêu thụ ít điện năng hơn so với dòng 14-Core trước đó của công ty, nhưng vẫn còn nhiều việc phải làm để có thể cạnh tranh với AMD trong lĩnh vực này.

Trong khi đó, AMD đã tiếp tục mở rộng khoảng cách với việc làm cho các CPU Ryzen 9000 tiết kiệm điện hơn so với các chip Ryzen 7000. Việc nhồi nhét càng nhiều lõi vào một bộ xử lý có thể mang lại hiệu suất cao hơn, nhưng lại đồng nghĩa với việc giảm hiệu quả năng lượng. Do đó, cần phải có sự cân bằng giữa số lượng lõi cao, kiến trúc vi xử lý hiệu quả và những cải tiến như lõi tiết kiệm năng lượng của Intel.

Đối với phần lớn người dùng, việc yêu cầu quá nhiều lõi không phải là điều cần thiết. Khả năng chi trả cho những yêu cầu làm mát đắt tiền từ các bộ xử lý như vậy là rất thấp. Mặc dù hóa đơn tiền điện có thể không phải là yếu tố quyết định khi lựa chọn CPU, nhưng mọi người vẫn muốn chọn những chip tiết kiệm năng lượng hơn nếu họ không phải hy sinh hiệu suất.

Lõi hybrid đã thay đổi cảnh quan công nghệ CPU

Khi Alder Lake ra mắt, Intel đã giới thiệu kiến trúc vi xử lý hybrid với sự kết hợp của lõi hiệu suất và lõi tiết kiệm năng lượng. Những lõi E mới này được thiết kế nhằm tăng cường hiệu suất khi cần thiết và giảm tiêu thụ năng lượng khi không sử dụng. Sự xuất hiện của các loại lõi này đã làm thay đổi hoàn toàn cách so sánh giữa các thế hệ CPU cũ và mới.

Ví dụ, Core i9-10900K và Core i5-12600K đều có 10 lõi, nhưng Core i5-12600K lại bao gồm sáu lõi hiệu suất truyền thống và bốn lõi tiết kiệm năng lượng, trong khi mẫu thế hệ thứ mười chỉ có 10 lõi truyền thống. Do đó, phương pháp tiếp cận hợp lý hơn là xem xét kiến trúc và cấu hình nền tảng của các lõi CPU, thay vì chỉ nhìn vào con số thô. Việc Intel chuyển sang kiến trúc hybrid đã làm cho việc so sánh các bộ xử lý của họ với sản phẩm của AMD trở nên phức tạp hơn. Đội đỏ hiện vẫn chưa có lõi tiết kiệm năng lượng tương tự như của Intel.

Với Arrow Lake, Intel cũng đã loại bỏ tính năng hyper-threading khỏi các bộ xử lý của mình, làm giảm đáng kể số lượng luồng so với Raptor Lake. Đây lại là một thay đổi nữa khiến cho việc so sánh các lõi giữa các thế hệ trở nên khó khăn hơn.

Tần số lõi đơn và bộ nhớ cache quan trọng hơn cả

Tần số lõi đơn và bộ nhớ cache đã trở thành yếu tố quyết định lớn nhất trong hiệu suất của CPU hiện nay. Các ứng dụng phổ biến nhất không thể mở rộng tỉ lệ theo số lượng lõi, mà chủ yếu phụ thuộc vào hiệu suất lõi đơn. Một CPU với ít lõi nhưng tốc độ cao có thể vượt qua CPU có nhiều lõi nhưng chạy chậm hơn nhiều.

Các CPU có nhiều lõi hơn thường có tần số thấp hơn trên mỗi lõi, điều này có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của người dùng trong nhiều trường hợp. Đặc biệt, bên cạnh tần số lõi đơn, lượng bộ nhớ cache L3 trên CPU là một yếu tố lớn quyết định hiệu suất 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 các dòng CPU X3D sau đó. Dù có ít lõi hơn so với các chip hàng đầu từ cả AMD lẫn Intel, nhưng CPU X3D đã trở thành bộ xử lý chơi game nhanh nhất thế giới. Bộ nhớ cache L3 tốc độ cao giúp chúng vượt qua những nhược điểm về hiệu suất liên quan đến số lượng lõi thấp hơn, thậm chí là tốc độ xung nhịp hơi chậm hơn.

Cả Intel và AMD đều đang nỗ lực phát triển các công nghệ như cache xếp chồng, tốc độ xung nhịp cao hơn và hiệu quả năng lượng nhiều hơn, thay vì chỉ tập trung vào số lượng lõi. Họ đã nhận ra rằng, vượt qua một giới hạn nhất định, lượng lõi cao không còn ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất, ít nhất là không đối với hầu hết người dùng.

Gpu đang đảm nhận vai trò chính trong xử lý parallel

Trong những năm qua, các bộ xử lý đa nhân đã đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý song song cho nhiều khối lượng công việc. Tuy nhiên, hiện nay, nhiều công việc này đã được chuyển giao cho GPU nhờ vào khả năng xử lý song song vượt trội. Cắt ghép hình ảnh độ phân giải cao, mã hóa và giải mã, học máy và học sâu là những công việc nặng nề mà GPU tỏ ra vượt trội so với CPU.

Khi chơi các trò chơi yêu cầu đồ họa cao hoặc chạy các ứng dụng trực quan khác, khả năng phụ thuộc vào card đồ họa đang ngày càng gia tăng hơn CPU. Điều này khiến cho số lượng nhân trên CPU trở nên ít liên quan hơn bao giờ hết. Ngay cả khi một ứng dụng phụ thuộc vào CPU, yếu tố quyết định lại trở thành hiệu suất của nhân đơn và các lợi thế kiến trúc khác, thay vì số lượng nhân.

Các nhân CPU vẫn là một thông số quan trọng để đánh giá hiệu suất, nhưng chỉ khi so sánh các bộ xử lý trong cùng một thế hệ. Sự khác biệt về kiến trúc giữa các thế hệ đã làm cho việc so sánh số lượng nhân trở nên vô nghĩa. Hơn nữa, tầm quan trọng của số lượng nhân đã giảm xuống khi các CPU hiện đại gặp phải trần năng suất, sự tập trung cao độ vào hiệu suất năng lượng và những đổi mới như 3D V-Cache, cùng với nhiều ứng dụng không phát triển đủ với số lượng nhân cao.