Cách chọn máy tính xử lý ảnh thiên văn: CPU, RAM, SSD và kết quả thực đo

Bài viết này được tổng hợp từ ghi chú và các phép thực đo trong khoảng 2020 đến 2024. Các model CPU và card đồ họa, giá bộ nhớ cùng điểm Benchmark được nhắc tới trong bài đều thay đổi theo thời gian, nên khi mua sắm bạn hãy lấy thông tin thị trường hiện tại làm chuẩn.

“Chạy PixInsight thì nên lắp máy tính thế nào?” là câu hỏi thường gặp trong cộng đồng. Mấy năm nay tôi lần lượt đổi qua khá nhiều máy, cũng đã dùng script Benchmark chính thức để đo không ít cấu hình. Bài này tôi sắp xếp những điều rút ra được thành một bản hướng dẫn chọn mua theo từng linh kiện, kèm theo diễn biến điểm thực đo mà tôi ghi lại suốt chặng đường đó.

Trước hết, nói về PixInsight Benchmark

PixInsight chính thức cung cấp một script kiểm tra hiệu năng, cho phép bạn đánh giá xem máy tính của bạn chạy PI tốt đến đâu; chạy xong nó sẽ đưa ra ba điểm số: Total, CPU và Swap. Nếu muốn đo, bạn nhớ cập nhật chương trình PI lên bản mới nhất rồi hãy chạy.

Máy đầu tiên tôi đem đo là chiếc đặt ở công ty, dùng để xử lý ảnh thiên văn (AMD APU 2400G, DDR4 2666 14GB, M.2 SSD), tốt nhất cũng chỉ được Total khoảng 6.414. Sau khi nâng cấp bộ xử lý (AMD R5 4650G), điểm CPU tăng gấp đôi ngay lập tức, vọt lên hơn 13.000, mà tổng công suất tiêu thụ của cả máy không quá 120 W — kết quả đó khiến tôi rất hài lòng. Điểm này thậm chí ngang ngửa với chiếc desktop kích thước bình thường ở nhà (R5-3600, 32GB DDR4 3200).

Kết quả chạy PixInsight Benchmark thời kỳ đầu trên AMD APU 2400G Điểm Benchmark của nền tảng AMD R5-3600

Chọn từng linh kiện thế nào

Đến năm 2023, khi camera của tôi chuyển từ CCD sang CMOS (IMX571, IMX455 và tương tự), ảnh từ hơn mười triệu điểm ảnh tăng lên hai mươi bốn triệu, rồi sáu mươi triệu điểm ảnh, cấu hình máy văn phòng cũ của tôi bắt đầu đuối sức — chỉ riêng việc chuyển qua lại giữa undo và redo đã phải chờ ba giây, so sánh ảnh trước và sau khi xử lý rất kém trực quan. Thêm vào đó, năm này hàng loạt process AI ra mắt và được dùng ở rất nhiều khâu trong quy trình làm việc, nên tôi sắp xếp lại toàn bộ logic chọn mua:

CPU

Thứ PI cần là “nhiều nhân, và tất cả đều là nhân lớn”. Trên PC dòng chính, các CPU cao cấp thuộc phân khúc tiêu dùng như AMD 7950X hay Intel i9-13900K cho hiệu năng tốt hơn. Có một điểm cần nhắc riêng: các phiên bản X3D của AMD không mang lại lợi ích gì cho PI, hiệu năng làm việc thực tế thậm chí có thể thấp hơn đôi chút so với bản 7950X thường — trừ khi bạn muốn chơi game cùng lúc, còn không thì chọn bản thường là đủ.

Ngoài ra, từng có người chạy R9-7950X trên Linux và đạt hơn 50.000 điểm, nghiền nát cả dòng i9-13900 (tiến trình 5nm của TSMC quả thực rất mạnh). Bạn nào sắp đổi máy trong thời gian tới có thể để mắt tới kiểu cấu hình này.

Nhóm dẫn đầu bảng xếp hạng PixInsight Benchmark, cấu hình R9-7950X + Linux nổi bật hẳn lên

Card đồ họa (VGA)

Ai xử lý sao chổi, hoặc có quy trình làm việc phải tách sao và khử nhiễu lặp đi lặp lại, thì trên PC tôi khuyên nên gắn thêm một card đồ họa NVIDIA để các nhân CUDA phụ giúp tăng tốc SXT, NXT, BXT. Với giá thị trường thời điểm đó, dòng RTX 30 (chẳng hạn RTX 3060 hay 3060 Ti) là lựa chọn hàng đầu. Nếu bạn không chơi game, bản RTX 3060 12G là một lựa chọn tốt — tiết kiệm điện, lại có nhiều VRAM hơn, thậm chí còn kiêm luôn được Stable Diffusion. (Phần thực đo chi tiết về tăng tốc GPU có một bài riêng.)

Về phía Mac, các máy từ M1 trở lên sẽ tự động bật tăng tốc GPU.

SSD

Ít nhất bạn phải đặt các tệp cần xử lý trên một SATA SSD rồi hãy chạy; với tình hình phổ biến hiện nay, đặt trên M.2 SSD sẽ còn tốt hơn. SSD PCIe Gen3 là đã đủ, phần lợi ích xử lý mà Gen4 mang lại thực ra không lớn (chỉ nhanh hơn khi sao chép tệp).

Nhân tiện, nếu chạy PI Benchmark bằng RAMDISK mà tốc độ chỉ đạt 4GB/s thì chẳng có mấy ý nghĩa — nếu RAMDISK không đạt nổi ít nhất 10GB/s, chi bằng đổi thẳng sang một chiếc SSD PCIe Gen4 giá phải chăng (7GB/s hẳn là đã đủ nhanh).

RAM

PI tận dụng bộ nhớ khá hiệu quả. Trừ khi thứ bạn xử lý toàn là ảnh lớn từ cảm biến full frame trở lên, còn không thì 32GB đã đủ. Nếu dùng DDR4, bạn có thể lên thẳng 64GB; DDR5 thời điểm đó còn khá đắt, cứ 32GB trước, khi nào cần thì gắn thêm.

Ở đây có một quan niệm quan trọng: bộ nhớ không đủ thì CPU nhanh đến mấy cũng không phát huy được. Trước khi chạy script hay process, PI sẽ ước lượng bộ nhớ khả dụng; nếu không đủ chỗ để nuôi hết các luồng (thread), nó sẽ giới hạn thẳng số luồng dùng được. Ví dụ, nếu mỗi luồng cần 1,7GB mà bộ nhớ chỉ còn 19GB, PI sẽ chỉ cho qua 9 luồng; nhưng CPU của bạn rõ ràng có tới 32 luồng, tức là 23 luồng ngồi chờ không. PI chính thức khuyến nghị mỗi luồng tương ứng khoảng 2GB bộ nhớ — lấy AMD 7950X (16 nhân lớn, 32 luồng) làm ví dụ, ít nhất phải gắn tới 64GB thì phần mềm mới phát huy trọn vẹn.

Tình huống PixInsight tự động giới hạn số luồng khả dụng khi bộ nhớ không đủ

Vài chiếc máy tôi đã thực đo

Đổi máy suốt một chặng đường như vậy, trong tay tôi có vài chiếc mang tính đại diện:

Máy văn phòng AMD R5-2400G → R5-4650G: hồi mới học PI tôi dùng chính chiếc máy văn phòng 2400G này, sau đó nâng lên 4650G (hiệu năng xấp xỉ R5-3600), nhưng vì vướng vỏ máy cỡ nhỏ nên ngoài CPU, bộ nhớ và SSD thì không lắp thêm được card đồ họa rời.
Laptop gaming AMD R7-5800H: 32GB DDR4 3200, M.2 Gen3 SSD, RTX 3060 Laptop 6G, tổng chi phí chưa tới 40.000 đô la Đài Loan. Thú vui tự tay nâng cấp RAM và SSD là vô giá, còn card đồ họa thì chuyên trách việc tăng tốc tách sao bằng CUDA.
Desktop mới AMD R9-7950X: DDR5 6000 16G×2, tản nhiệt nước AIO 360, bo mạch chủ B650, nhiều ổ M.2 PCIe SSD, RTX 3060 12G, nguồn 750W. Khi lắp chiếc này, tôi dồn ngân sách vào những phần liên quan nhất tới xử lý ảnh là CPU, tản nhiệt nước và card đồ họa, còn các thiết bị ngoại vi khác thì nén lại hết mức.

Cấu hình và điểm Benchmark của chiếc desktop R9-7950X mới lắp Điểm PI Benchmark của laptop gaming R7-5800H

Đến cuối năm 2024, sau khi PI cập nhật lên phiên bản lớn 1.9 Lockhart, theo lệ tôi lại đo thêm một vòng. Điểm trung bình của ba chiếc máy trong tay tôi lần lượt là: R5-3600 dùng gần năm năm khoảng 14.700, R7-5800H ba năm khoảng 17.000, R9-7950X gần hai năm khoảng 29.800. Là desktop chủ lực, 7950X dùng hai năm vẫn còn rất sung sức, xem ra còn gánh thêm được hai năm nữa để chờ CPU thế hệ mới của AMD. Tất nhiên, nếu lắp máy ngay bây giờ, đánh thẳng lên đỉnh với R9-9950X thì chắc còn chiến được năm năm nữa.

So sánh điểm Benchmark của ba chiếc máy tính sau khi PixInsight cập nhật lên 1.9

Vài chi tiết dễ bị bỏ qua

Về Apple ARM: từ bản 1.9, PI đổi engine tính toán và dần chuyển sang hỗ trợ Apple ARM nguyên gốc (native), thay vì chạy theo kiểu giả lập. Trước đó (thời 1.8.x), PI trên M1/M2 chạy bằng trình giả lập, nên khi đánh giá hiệu năng phải tính cả điểm này vào.
Ngưỡng CPU từ 1.9 trở đi: từ bản 1.9, PixInsight không còn hỗ trợ các CPU cũ thiếu tập lệnh AVX2/FMA3 (Intel khoảng trước quý 2 năm 2013, AMD khoảng trước quý 2 năm 2015); những nền tảng cũ này sẽ không cài được PI bản mới. Bạn nào còn dùng PC cũ thì nên cân nhắc đổi máy trước khi nâng lên phiên bản lớn.
Bản K của Intel thế hệ 13/14 bị treo: đã có nhiều người cùng sở thích phản hồi rằng CPU bản K thế hệ 13 và 14 của Intel chạy PI ở thiết lập mặc định sẽ bị treo. Sau đó hãng phát hành bản cập nhật BIOS, hiệu năng giảm khoảng 10% nhưng bảo đảm hệ thống ổn định; bạn nào dùng i9-13900K, 14900K, 14700K thì nên cập nhật rồi thử lại.
Thời gian máy chạy liên tục ảnh hưởng tới điểm số: trên Windows, muốn đạt điểm Benchmark tốt nhất thì nên chạy ngay lúc máy vừa khởi động xong sau khi “tắt máy rồi bật lại”. Với máy của tôi, chỉ khởi động lại thì không ăn thua, bắt buộc phải tắt hẳn rồi bật lên, nếu không SSD sẽ không chạy garbage collection; bật máy được khoảng một tuần thì tốc độ đọc tuần tự của SSD sẽ tụt xuống dưới 3000MB/s. Định kỳ tắt máy rồi bật lại là điều cần thiết.

Ảnh hưởng của độ dài thời gian máy chạy liên tục tới điểm Benchmark và tốc độ đọc của SSD

Nhân tiện: máy tính dùng để điều khiển chụp

Ngoài chiếc máy chủ lực dùng cho xử lý hậu kỳ, ngoài hiện trường chụp còn cần thêm một máy tính điều khiển, và logic chọn máy hoàn toàn khác — trọng tâm không phải hiệu năng mà là sự ổn định cùng khả năng chịu đựng môi trường. Tôi kiếm được hai thanh bộ nhớ laptop DDR5, ghép với một M.2 Gen3 SSD cũ, lắp thành một máy tính nhỏ dùng nhân Intel 1240P, làm máy điều khiển khi chụp ảnh thiên văn (điều khiển đồng thời một giá đỡ xích đạo, hai kính thiên văn và hai camera) kiêm việc xếp chồng trực tiếp (live stacking). Máy không có pin nên không sợ nhiệt độ thấp trên núi; nhưng vì thuộc hệ thống có quạt nên không thể gắn trực tiếp lên kính.

Máy tính điều khiển chụp lắp bằng nhân Intel 1240P

Tổng kết

Lắp một chiếc máy tính để chạy PI thì thứ tự ưu tiên đại khái là: CPU nhiều nhân lớn, bộ nhớ đủ tương ứng với số luồng, một ổ M.2 SSD tử tế, rồi tùy quy trình làm việc mà gắn thêm một card đồ họa NVIDIA. Cấu hình phần cứng sẽ liên tục đổi đời, nhưng nguyên tắc “dồn ngân sách vào khâu liên quan nhất tới xử lý ảnh” thì không dễ lỗi thời.