Tốc độ bộ xử lý của máy tính ảnh hưởng mạnh đến hiệu suất tổng thể của nó. Tốc độ của một bộ xử lý trong một máy tính hiện đại nhanh hơn khoảng bốn triệu lần so với những con chip đầu tiên từ những năm 1970. Bộ xử lý nhanh hơn thực hiện các tác vụ đơn giản nhanh hơn bộ xử lý chậm và nó làm cho các ứng dụng phức tạp đủ nhanh để trở nên thực tế. Bản thân bộ vi xử lý không phải là yếu tố duy nhất liên quan đến hiệu suất của máy tính, tuy nhiên, bộ nhớ và tốc độ ổ cứng cũng đóng vai trò quan trọng.
Tốc độ đồng hồ
Trong máy tính, một mạch định thời chính được gọi là "đồng hồ" điều khiển bộ xử lý. Bộ vi xử lý đầu tiên, Intel 4004, có tốc độ xung nhịp là 740kHz, trong khi các ví dụ hiện đại chạy ở khoảng 3GHz. Mặc dù tần số xung nhịp thiết lập tốc độ bộ xử lý, bạn không thể tăng tần số vô thời hạn; tại một số điểm các mạch không thể theo kịp và bộ xử lý ngừng hoạt động. Ngoài ra, tốc độ cao hơn tạo ra nhiều nhiệt hơn và quá nhiệt có thể trở thành một vấn đề lớn.
Lợi ích về tốc độ
Bộ xử lý nhanh hơn có thể chạy phần mềm phức tạp hơn và tổng số tác vụ lớn hơn. Ví dụ, các trò chơi độ nét cao và trình phát video tiêu tốn tài nguyên bộ xử lý đáng kể; vào những năm 1970, những chương trình này thậm chí không thể thực hiện được. Các chương trình dựa trên màn hình cảm ứng và cửa sổ ngày nay cũng phụ thuộc nhiều vào bộ xử lý nhanh để làm cho phần mềm nhanh và nhạy. Bộ xử lý nhanh hơn cho phép máy tính thực hiện thành thạo nhiều tác vụ cùng lúc, chẳng hạn như tải xuống tệp, phát nhạc, quét vi-rút và kiểm tra chính tả tài liệu.
Những yếu tố khác
Bộ xử lý là một thành phần quan trọng trong máy tính, nhưng nó chỉ là một trong số nhiều thành phần có tốc độ tác động đó. Các bộ phận khác, chẳng hạn như bus hệ thống, bộ nhớ và ổ cứng đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của máy tính. Bus hệ thống hoạt động như một đường cao tốc giữa các thành phần chính trong máy tính; nó có tốc độ tối đa khác với tốc độ của bộ xử lý. Nếu bộ xử lý nhanh hơn đáng kể so với bus hệ thống, bộ xử lý phải đợi dữ liệu; điều này làm lãng phí lợi thế về tốc độ của nó. Tương tự như vậy, tình trạng thiếu RAM khiến bộ xử lý phải chờ dữ liệu từ ổ cứng. Một máy tính hiệu suất cao là kết quả của tất cả các yếu tố này phù hợp để làm việc cùng nhau một cách hiệu quả.
Nhiều lõi
Vào đầu những năm 2000, các bộ vi xử lý đã đạt đến giới hạn tốc độ cho hoạt động thực tế do các vấn đề trong việc giữ mát các con chip. Để giải quyết vấn đề này, Intel và các nhà sản xuất chip khác đã giới thiệu bộ vi xử lý đa lõi. Với thiết lập này, một bộ xử lý có hai hoặc nhiều lõi, mỗi lõi chạy một chương trình độc lập với các lõi khác. Một môi trường phần mềm hiện đại như Microsoft Windows có nhiều chương trình được tải cùng một lúc, mặc dù không phải tất cả đều bận rộn tại bất kỳ thời điểm nào. Bộ xử lý đa lõi nhân hiệu suất hệ thống bằng cách gán các chương trình hoạt động cho các lõi khác nhau; điều này làm tăng tốc độ của máy tính mà không làm thay đổi tốc độ xung nhịp.
