Trong kỷ nguyên vàng của máy tính cá nhân đầu những năm 2000, khi Intel và AMD lần lượt giới thiệu các CPU hai nhân và bốn nhân ra thị trường đại chúng, số lượng nhân CPU đã nhanh chóng trở thành một trong những thước đo quan trọng nhất của hiệu suất. Quan niệm “càng nhiều nhân càng mạnh” đã ăn sâu vào tiềm thức của nhiều người dùng và duy trì giá trị đáng kể cho đến 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 CPU không còn giữ vị trí độc tôn như trước.
Ngay cả người dùng phổ thông cũng nhận ra rằng chỉ riêng việc tăng số nhân không phải lúc nào cũng đồng nghĩa với hiệu suất vượt trội. Các yếu tố khác như hiệu suất trên mỗi chu kỳ xung nhịp (IPC – Instructions Per Cycle), tần số đơn nhân, khả năng mở rộng hiệu suất và hiệu quả năng lượng đang trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Các nhân CPU hiện đại không thể so sánh trực tiếp với những thế hệ trước, bởi những đổi mới như nhân hiệu suất (Efficiency cores) hay công nghệ 3D V-Cache đã thay đổi hoàn toàn cuộc chơi. Thực tế cho thấy, ngay cả những bộ vi xử lý cấp thấp của ngày nay cũng dễ dàng bỏ xa những CPU có số nhân cao nhất của quá khứ.
Mainboard Asus ROG Maximus Z790 Hero BTF với CPU Intel thế hệ mới
1. Hiệu suất CPU hiện đại không còn tăng vọt qua từng thế hệ
Tăng trưởng hiệu suất thế hệ mới đang chậm lại
Thời kỳ các CPU mang lại những bước nhảy vọt phi thường về hiệu suất qua từng thế hệ đã trôi vào dĩ vãng. Nếu xét đến các dòng CPU như AMD Zen 5 hay Intel Arrow Lake, hiệu suất của chúng gần như tương đương với các thế hệ tiền nhiệm (thậm chí có phần chậm hơn trong trường hợp của Intel). Các nhà sản xuất đang phải vật lộn để đạt được những cải thiện hiệu suất đáng kể mỗi năm. Điều này có nghĩa là một CPU 6 nhân của bạn từ một hoặc hai thế hệ trước không hề chậm hơn đáng kể so với một sản phẩm 8 nhân mới nhất từ Intel hay AMD.
Với việc CPU hiện đại đã đủ mạnh mẽ cho hầu hết các loại khối lượng công việc, việc ưu tiên CPU có số nhân cực cao đang mang lại ít lợi ích hơn bao giờ hết, ít nhất là đối với phần lớn người dùng. Dù bạn đang chơi các tựa game nặng mới nhất, phát trực tuyến (streaming) chúng trực tuyến, hay đôi khi 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 bốn nhân đã 10-12 năm tuổi mà không cảm thấy cần nâng cấp, điều này cho thấy hướng đi của điện toán để bàn trong thập kỷ qua.
Tất nhiên, một bộ xử lý Intel thế hệ thứ 14 với 8 nhân sẽ nhanh hơn đáng kể so với một mẫu 4 nhân thế hệ thứ 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 tốc độ khung hình chấp nhận được miễn là bạn có một card đồ họa đủ tốt để kết hợp với CPU 4 nhân của mình.
CPU AMD Ryzen 7000 series lắp trên bo mạch chủ AM5
2. Hầu hết ứng dụng không tận dụng tối đa số lượng nhân CPU lớn
Giới hạn hiệu suất khi tăng số nhân
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 gia tăng hiệu suất tương ứng khi nâng cấp lên CPU có nhiều nhân hơn. Lấy ví dụ về sự khác biệt về FPS khi chơi game khi chuyển từ CPU 6 nhân sang 8 nhân, 12 nhân và 16 nhân. Một khi bạn đã có một CPU 6 nhân đủ tốt kết hợp với card đồ họa tầm trung, bạn sẽ không còn nhiều lợi ích đáng kể khi nâng cấp số lượng nhân CPU của mình.
Hơn nữa, trừ khi bạn đang chơi game ở độ phân giải 1080p, sự phụ thuộc của trò chơi vào CPU sẽ không quá đáng kể. Và ngay cả ở độ phân giải 1080p, các trò chơi hiện đại cũng không được lập trình để tận dụng các CPU có số 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 thông thường, ngay cả nhiều tác vụ năng suất cũng không yêu cầu sức mạnh của CPU 12 nhân hoặc 16 nhân. Bạn có thể hài lòng với hiệu suất do các chip 8 nhân hiện đại mang lại, trừ khi bạn là một chuyên gia cần từng chút hiệu suất để tiết kiệm thời gian nhất có thể.
3. Hiệu quả năng lượng (Performance-per-watt) đang là mối quan tâm hàng đầu
Cân bằng giữa hiệu năng và điện năng tiêu thụ
Mức tiêu thụ điện năng có thể không phải là mối lo ngại lớn đối với người dùng máy tính để bàn trong quá khứ, nhưng với việc các nhà sản xuất tập trung vào việc tăng tần số CPU và số lượng nhân mỗi thế hệ, các chỉ số TDP (Thermal Design Power) liên tục tăng lên đến mức trở thành một vấn đề đáng lo ngại. Hơn thế nữa, chỉ số này 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 đã gặp khó khăn về hiệu suất trên mỗi watt so với các CPU Ryzen tiết kiệm điện hơn của AMD.
Intel nhận ra rằng việc tăng liên tục yêu cầu điện năng của CPU là không bền vững, và do đó đã ưu tiên hiệu quả năng lượng với các CPU Arrow Lake mới nhất của mình. Chúng hiện tiêu thụ ít điện năng hơn nhiều so với dòng Core thế hệ thứ 14 của công ty, nhưng vẫn còn một chặng đường dài để cạnh tranh với AMD trên mặt trận đó. Mặt khác, Team Red đã tăng cường lợi thế của mình bằng cách làm cho CPU Ryzen 9000 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 hiệu suất cao 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 suất của Intel. Khi phần lớn người dùng không yêu cầu số lượng nhân “khủng”, khả năng họ chấp nhận 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 hiệu suất.
CPU Intel Core i7-14700K lắp trong socket bo mạch chủ
4. 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 suất (Performance cores – P-cores) và nhân hiệu quả (Efficiency cores – E-cores). Các nhân E-cores mới này nhằm mục đích cung cấp hiệu suất bổ sung khi cần thiết, nhưng giúp giảm mức tiêu thụ điện năng khi không được sử dụng. Các 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 suất truyền thống và bốn nhân hiệu quả, trái ngược với 10 nhân truyền thống trên mẫu thế hệ thứ 10.
Việc xem xét kiến trúc cơ bản và cấu hình của các nhân 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 bộ xử lý của hãng với các sản phẩm của AMD trở nên phức tạp hơn một chút, vì Team Red không (và vẫn chưa) có bất kỳ thứ gì giống với nhân hiệu suất của Intel. Với Arrow Lake, Intel cũng loại bỏ công nghệ 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 các nhân qua các thế hệ trở nên khó khăn.
Sơ đồ kiến trúc E-core của chip Intel Arrow Lake
5. Tần số đơn nhân và bộ nhớ đệm (Cache) mới là yếu tố quyết định
Bằng chứng từ thị trường
Như đã đề cập ngắn gọn trước đây, các ứng dụng được sử dụng phổ biến nhất không mở rộng tuyến tính theo số lượng nhân. Điều này là do sự phụ thuộc vào hiệu suất đơn nhân thay vì tổng số nhân. Trong nhiều trường hợp, một CPU có ít nhân hơn nhưng 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 có xu hướng thấp hơn. Do đó, các CPU có số nhân cao không chỉ có thể không liên quan đối với hầu hết người dùng mà thậm chí còn có thể làm giảm hiệu suất tùy thuộc vào khối lượng công việc.
Bên cạnh tần số đơn nhân, dung lượng bộ nhớ đệm L3 trên CPU là một yếu tố quyết định lớn đến hiệu suất chơi game. Công nghệ 3D V-Cache của AMD đã làm thay đổi hoàn toàn thị trường CPU chơi game với Ryzen 7 5800X3D và sau đó là các CPU X3D khác. Mặc dù có ít nhân hơn các chip đầu bảng 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 cho phép chúng khắc phục 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 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 điểm nhất định, số lượng nhân cao sẽ không có tác động đáng kể đến hiệu suất, ít nhất là đối với phần lớn người dùng.
CPU AMD Ryzen 7 9800X3D mặt trước cận cảnh
6. GPU đang gánh vác phần lớn các tác vụ nặng
Sức mạnh xử lý song song vượt trội của GPU
Các bộ xử lý đa nhân đã từng đảm nhiệm các khả năng xử lý song song cần thiết cho nhiều khối lượng công việc trong quá khứ. Tuy nhiên, nhiều tác vụ trong số này đã được GPU đảm nhận trong những năm qua, nhờ vào khả năng xử lý song song vượt trội của chúng. Kết xuất đồ họa độ phân giải cao, mã hóa và giải mã video, học máy (machine learning) và học sâu (deep learning) là một số khối lượng công việc chuyên sâu mà GPU thực hiện tốt hơn CPU.
Ngay cả khi bạn không phải là một chuyên gia hoặc không quan tâm đến các khối lượng công việc AI hay kết xuất 3D, bạn có thể phụ thuộc vào card đồ họa của mình nhiều hơn CPU khi chơi các trò chơi đòi hỏi đồ họa cao hoặc chạy các chương trình chuyên sâu về hình ảnh 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.
CPU Intel Core i9-14900K với tản nhiệt
Kết luận: Đã đến lúc nhìn xa hơn số nhân CPU
Số lượng nhân CPU vẫn là một chỉ số hiệu suất quan trọng, nhưng chỉ khi so sánh các bộ xử lý trong cùng một thế hệ. Những khác biệt về kiến trúc từ thế hệ này sang thế hệ khác khiến việc so sánh số lượng nhân 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 cao độ vào hiệu quả năng lượng và những đổi mới như 3D V-Cache, cùng với việc nhiều ứng dụng không mở rộng đủ hiệu suất với số lượng nhân cao.
Thay vì quá chú trọng vào con số nhân, người dùng thông thái ngày nay nên quan tâm nhiều hơn đến hiệu suất đơn nhân, tần số xung nhịp, dung lượng bộ nhớ đệm, kiến trúc nhân (P-core/E-core), và hiệu quả năng lượng của CPU. Quan trọng hơn cả là sự cân bằng giữa CPU và GPU, đảm bảo rằng hệ thống của bạn được tối ưu cho các tác vụ bạn thường xuyên thực hiện.
Nếu bạn đang băn khoăn về việc lựa chọn CPU cho hệ thống mới của mình, hãy ưu tiên những yếu tố mang lại giá trị thực tiễn cho nhu cầu sử dụng của bạn thay vì chạy theo cuộc đua số nhân. Hãy chia sẻ ý kiến của bạn về chủ đề này trong phần bình luận bên dưới nhé!
