Một khuynh hướng rõ ràng mà bất kỳ ai đang thiết kế bộ xử lý cũng biết chính là điện áp càng thấp thì càng tốt.
Lợi ích của việc hạ thấp điện áp
Có ba cái lợi khi hạ thấp điện áp. Hiển nhiên nhất là hạ điện áp đồng nghĩa với hạ công suất tiêu thụ điện năng tổng. Tiêu thụ ít điện năng hệ thống càng ít mắc tiền, quan trọng hơn là hệ thống máy tính dễ mang đi, nó hoạt động thời gian dài hơn trên công nghệ bộ pin hiện hữu. Hoạt động bộ pin có nhiều ưu điểm trên điện áp bộ xử lý thấp vì điều này ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ bộ pin.
Điểm lợi thứ hai là điện áp thấp, công suất tiêu thụ thấp, hơi nóng được sản xuất ra cũng ít. Bộ xử lý chạy ít phát nhiệt có thể đóng gói thành hệ thống chặt chẽ và tuổi thọ cao hơn.
Điểm lợi thứ ba là bộ xử lý chạy ít phát nhiệt, tiêu thụ ít năng lượng sẽ chạy nhanh hơn. Hạ thấp điện áp là một trong các yếu tố cơ bản để xung bộ xử lý tăng cao hơn. Đó là lý do càng thấp điện áp càng ngắn thời gian cần thiết để đổi tín hiệu từ thấp sang cao.
Bắt đầu với Pentium Pro, tất cả các bộ xử lý mới hơn tự động quyết định các thiết lập điện áp của chúng bàng cách kiểm soát bộ điều chỉnh điện áp trên bo mạch chủ. Điều này được thực hiện thông qua các chân VID được dựng sẵn.
Với mục đích cải tiến, nhiều bo mạch chủ mới cho những bộ xử lý này có những thiết lập cho phép sự điều chỉnh điện áp bằng tay tùy ý. Nhiều người thấy rằng khi thử làm vượt xung một bộ xử lý, làm tăng điện áp một phần mười volt hay những phương thức đại loại như vậy. Tất nhiên, điều này làm tăng công suất nhiệt của bộ xử lý và phải được tính với suy giảm nhiệt tương xứng và làm mát thùng máy.
Ghi chú:
Mặc dù các bộ xử lý hiện đại dùng các chân VID cho phép bộ xử lý để lựa chọn điện áp đúng, bộ xử lý mới hơn dùng cùng socket bộ xử lý như các bộ xử lý cũ hơn có thể sử dụng một thiết lập điện áp không được bo mạch chủ hỗ trợ. Trước khi nâng cấp một bo mạch chủ đang có với một bộ xử lý mới, phải đảm bảo bo mạch chủ sẽ hỗ trợ điện áp và những tính năng khác của bộ xử lý. Bạn có thể cần cài đặt một nâng cấp BIOS trước khi nâng cấp bộ xử lý để đảm bảo rằng bộ xử lý được nhận biết chính xác bởi bo mạch chủ.
Bộ hợp xử lý tính toán – bộ dấu chấm động
Những đơn vị xử lý trung tâm cũ hơn được thiết kế bởi Intel (và bị nhái theo bởi những công ty khác) sử dụng chip hợp xử lý tính toán để thực hiện các hoạt động dấu chấm động. Tuy nhiên, khi Intel giới thiệu 486DX, nó đã bao gồm một bộ đồng xử lý số từ đó các vi xử lý của Intel (hay AMD, Cyrix) đều tích hợp bộ đồng xử lý số. Các bộ xử lý đồng xử lý cung cấp phần cứng cho tính toán dấu chấm động, về mặt khác sẽ tạo ra một tiêu hao quá mức trên CPU chính. Các chip tính toán đây mạnh hoạt động của máy tính chỉ khi đang thao tác phần mềm được thiết kế để lấy lợi thế của bộ đồng xử lý. Tất cá bộ xử lý Intel thế hệ thứ 5, thứ 6 và các dòng cạnh tranh như AMD, Cyrix đều có tính năng bộ dấu chấm động tích hợp.
Chip tính toán có thể thực hiện những hoạt động tính toán ở mức độ cao cho ví dụ, phép chia nhiều số, toán lượng giác, căn số, thuật toán logarith với gấp 10 ⟶ 100 lần tốc độ phản hồi của bộ xử lý chính. Nó bao gồm những tính toán các số không thuộc về số nguyên (số có những con số sau dấu chấm thập phân). Cái cần để xử lý các con số trong đó số thập phân không luôn luôn là số cuối cùng, dẫn đến thuật ngữ dấu chấm động (floating point) (dấu thập phân ở Mỹ là dấu chấm, Việt Nam là dấu phẩy) là do số thập phân (dấu chấm) có thể di chuyển (động) tùy thuộc vào tính toán. Bộ phận số nguyên trong hoạt động bộ xử lý đầu tiên với dãy số nguyên, chúng thực hiện được thêm vào, phép trừ, phép nhân. Bộ xử lý đầu tiên được thiết kế để làm công việc như các thao tác điện toán; những hoạt động này không trút gánh nặng vào các chip tính toán.
Bộ tập lệnh trong chip tính toán khác với bộ tập lệnh trong bộ xử lý chủ yếu. Một chương trình phải phát hiện sự tồn tại của bộ đồng xử lý, kế tiếp thực thi các tập lệnh được ghi rõ ràng cho bộ đồng xử lý này; nếu không bộ đồng xử lý chỉ tiêu thụ năng lượng của máy tính mà không làm bất kỳ cái gì khác. Phần lớn những chương trình hiện đại có thuận lợi từ việc sử dụng bộ đồng xử lý: việc phát hiện chính xác và dùng bộ đồng xử lý. Chương trình này thường là tính toán chuyên sâu: chương trình bảng tính, ứng dụng cơ sở dữ liệu, chương trình thống kê và chương trình đồ họa như phần mềm thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD: Computer-Aided Design). Chương trình xử lý văn bản không cần dùng chip tính toán do đó không được thiết kế vào.
Chip 487SX là chip 486DX với sơ đồ chân ra được sửa đổi có bộ đồng xử lý số. Khi cắm chip 487SX, nó vô hiệu hóa bộ xử lý chủ yếu 486SX và tiếp tục tất cả công việc.
DX2/OverDrive thì tương đương SX2 với sự thêm vào chức năng FPU. Thực sự tất cá bộ xử lý hiện đại đều bao gồm FPU.
Ghi chú:
Phần lớn ứng dụng sử dụng tính toán dấu chấm động trước kia nay dùng các tập lệnh MMX/SSE. Các tập lệnh này nhanh hơn và chính xác hơn tính toán dấu chấm động x87.
