Tỷ lệ vòng CPU là gì và nó ảnh hưởng đến việc ép xung như thế nào?

Khi bạn thay đổi tỷ lệ lõi CPU trong cài đặt BIOS để ép xung bộ xử lý, bạn có thể thấy một cài đặt khác mà bạn có thể thay đổi: tỷ lệ vòng CPU. Đó là trong cùng một cài đặt ép xung, điều này có thể khiến bạn băn khoăn liệu việc thay đổi tỷ lệ này có thể mang lại hiệu suất ép xung tốt hơn hay không.

Nhưng tỷ lệ vòng CPU là gì và nó có thể giúp mang lại hiệu suất tốt hơn trong khi ép xung không?

Ép xung là gì?

Trước khi tìm hiểu về tỷ lệ vòng CPU và chức năng của chúng, điều cần thiết là phải hiểu điều gì xảy ra với CPU của bạn khi bạn ép xung nó.

Đúng như tên gọi, ép xung làm tăng tần số xung nhịp của CPU, nhưng tần số xung nhịp này là gì và tại sao lại cần thiết?

Chà, CPU chạy các ứng dụng như trình xử lý văn bản và ứng dụng chơi trò chơi. Mặc dù việc chạy các ứng dụng này có thể trông giống như một trạng thái phức tạp, nhưng ở chế độ nền, CPU đang thực hiện các tác vụ đơn giản cộng, trừ và di chuyển các số để chạy các ứng dụng này.

Để thực hiện các tác vụ này, CPU cần chuyển hàng triệu công tắc được gọi là bóng bán dẫn. Không chỉ điều này, mà các công tắc này cũng cần hoạt động đồng bộ để thực hiện các hoạt động này và tần số xung nhịp chịu trách nhiệm cho việc đồng bộ hóa này.

Vì vậy, nếu bạn nhìn vào nó, tần số xung nhịp xác định tốc độ mà CPU của bạn thực hiện các tác vụ và việc ép xung sẽ tăng tốc độ mà CPU của bạn xử lý các con số. Do đó, việc ép xung sẽ tăng tốc độ hoạt động của CPU, mang lại hiệu suất tốt hơn.

Hiểu cách dữ liệu đến CPU

Bây giờ chúng ta đã biết tần số xung nhịp của CPU biểu thị điều gì và việc ép xung làm tăng tốc độ thực hiện các tác vụ như thế nào. Điều đó nói rằng, một điều khác chúng ta cần hiểu là cách dữ liệu đến CPU.

Việc biết luồng dữ liệu rất quan trọng vì bạn có thể tăng tốc độ xử lý dữ liệu của CPU, nhưng nếu hệ thống không thể gửi dữ liệu tới CPU ở tốc độ đó, bạn sẽ không nhận được bất kỳ cải thiện hiệu suất nào. Điều này là do CPU sẽ không hoạt động, chờ dữ liệu được gửi.

Giải thích hệ thống phân cấp bộ nhớ trong hệ thống máy tính

Dữ liệu trong máy tính của bạn được lưu trữ trong ổ cứng nhưng CPU không thể truy cập trực tiếp vào dữ liệu này. Lý do chính tại sao điều này không thể thực hiện được là ổ cứng không đủ nhanh cho CPU.

Do đó, để giải quyết vấn đề này, các hệ thống máy tính có hệ thống phân cấp bộ nhớ cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao tới CPU.

Đây là cách dữ liệu di chuyển qua các hệ thống bộ nhớ trong một máy tính hiện đại.

• Ổ đĩa lưu trữ (Bộ nhớ thứ cấp): Thiết bị này có thể lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn nhưng không nhanh bằng CPU. Do đó, CPU không thể truy cập dữ liệu trực tiếp từ hệ thống lưu trữ thứ cấp.
• RAM (Bộ nhớ chính): Hệ thống lưu trữ này nhanh hơn hệ thống lưu trữ thứ cấp nhưng không thể lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn. Do đó, khi bạn mở một tệp trên hệ thống của mình, tệp đó sẽ di chuyển từ ổ cứng sang RAM. Điều đó nói rằng, ngay cả RAM cũng không đủ nhanh cho CPU.
• Bộ nhớ cache (Bộ nhớ chính): Để truy cập dữ liệu với tốc độ nhanh nhất có thể, một loại bộ nhớ chính cụ thể được gọi là bộ nhớ cache được nhúng trong CPU và là hệ thống bộ nhớ nhanh nhất trên máy tính. Hệ thống bộ nhớ này được chia thành ba phần, cụ thể là bộ đệm L1, L2 và L3. Bộ đệm L1 và L2 là một phần của lõi CPU, trong khi các lõi chia sẻ bộ đệm L3, nằm trên khuôn CPU nhưng không phải là một phần của lõi CPU.

Do đó, bất kỳ dữ liệu nào cần được CPU xử lý sẽ di chuyển từ ổ cứng sang RAM rồi đến bộ đệm.

Nhưng làm thế nào để dữ liệu di chuyển từ tất cả các phương tiện này đến CPU?

Giải mã bộ điều khiển bộ nhớ và kết nối vòng

Mỗi hệ thống bộ nhớ trên máy tính của bạn được kết nối bằng các bus dữ liệu. Mục tiêu chính của các bus này là truyền dữ liệu từ hệ thống này sang hệ thống khác.

Ví dụ, RAM được kết nối với CPU bằng bus dữ liệu là một phần của bo mạch chủ. Bus dữ liệu này được quản lý bởi bộ điều khiển bộ nhớ, là một phần của CPU. Mục tiêu chính của bộ điều khiển bộ nhớ là lấy dữ liệu mà CPU cần từ RAM. Để làm điều này, bộ điều khiển bộ nhớ đưa ra các lệnh đọc/ghi vào RAM. Đến lượt mình, RAM sẽ gửi dữ liệu qua bus dữ liệu đến bộ điều khiển bộ nhớ.

Khi dữ liệu đã đến bộ điều khiển bộ nhớ, nó phải chuyển đến CPU. Để thực hiện tác vụ này, kết nối vòng được sử dụng, kết nối các lõi CPU và bộ đệm L3 với bộ điều khiển bộ nhớ. Do đó, nếu bạn nhìn vào nó, kết nối vòng là đường cao tốc dữ liệu di chuyển dữ liệu giữa tất cả các lõi, bộ đệm L3 và bộ điều khiển bộ nhớ.

Điều gì xảy ra khi bạn tăng tỷ lệ vòng CPU?

Vòng kết nối truyền dữ liệu giữa các lõi CPU, bộ đệm L3 và bộ điều khiển bộ nhớ. Giống như CPU, kết nối vòng hoạt động ở tần số đồng hồ và quá trình truyền xảy ra ở một tần số nhất định.

Do đó, dữ liệu chỉ di chuyển trên bus vòng tại các khung thời gian cụ thể, được xác định bởi tần số đồng hồ của bus kết nối vòng. Việc tăng tần số bus sẽ tăng tốc độ di chuyển dữ liệu từ bộ đệm L3 đến các lõi CPU.

Do đó, nếu bạn nhìn vào nó, việc tăng tỷ lệ vòng CPU sẽ tăng tốc độ di chuyển dữ liệu từ bộ đệm L3 sang các lõi CPU mang lại hiệu suất tốt hơn.

Tỷ lệ vòng CPU có ảnh hưởng đến hiệu suất ép xung không?

Khi bạn tăng tần số xung nhịp của CPU theo cách thủ công bằng cách ép xung, tốc độ mà các lõi có thể xử lý dữ liệu sẽ tăng lên. Tuy nhiên, tốc độ của bus vòng, chịu trách nhiệm phân phối dữ liệu đến các lõi, vẫn giữ nguyên nếu tỷ lệ vòng CPU không tăng lên, tạo ra tắc nghẽn hiệu suất. Do đó, việc tăng tỷ lệ vòng CPU mang lại hiệu suất tốt hơn khi ép xung.

Khi Intel phát hành bộ xử lý Raptor Lake thế hệ thứ 13 mới nhất của mình, nó đã tăng tần số đổ chuông, mang lại tốc độ khung hình cao hơn tới 5%.

Tuy nhiên, điều quan trọng là phải hiểu rằng việc tăng tỷ lệ vòng CPU sẽ làm tăng nhiệt mà khuôn CPU tạo ra khi vòng hoạt động ở tần số cao hơn khi các bóng bán dẫn chuyển đổi nhanh hơn. Ngoài ra, khi bus vòng thực hiện truyền dữ liệu giữa tất cả các lõi, sự không phù hợp trong đồng bộ hóa có thể dẫn đến nhiều màn hình xanh chết chóc hơn.

Do đó, nếu bạn nhìn vào nó, việc tăng tỷ lệ vòng có thể mang lại hiệu suất tốt hơn, nhưng nó có thể dẫn đến các vấn đề về độ ổn định của hệ thống.

Khi tốc độ lõi của bộ xử lý tự động tăng lên bằng cách sử dụng các công nghệ tăng áp, thì tốc độ vòng cũng tăng lên. Trong trường hợp ép xung thủ công, tỷ lệ vòng cần được tăng theo cách thủ công.

Ép xung Tỷ lệ vòng CPU của bạn có đáng không?

Ép xung tỷ lệ vòng trên hệ thống của bạn có thể mang lại hiệu suất tốt hơn. Tuy nhiên, việc đạt được tỷ lệ CPU phù hợp có thể khó khăn do tính chất phức tạp của việc truyền dữ liệu giữa tất cả các lõi.

Do đó, nếu bạn định đẩy hệ thống của mình đến giới hạn, hãy thử tìm tỷ lệ CPU hoàn hảo và nếu bạn ép xung ổn định, bạn có thể điều chỉnh tỷ lệ vòng CPU để có được hiệu suất tốt hơn nữa.