Cơ bản: Bộ vi xử lý –CPU I – Chức năng của CPU CPU viết tắt của chữ Central Processing Unit (tiếng Anh), tạm dịch là đơn vị xử lí trung tâm. CPU có thể được xem như não bộ, một trong những phần tử cốt lõi nhất của máy vi tính. Nhiệm vụ chính của CPU là xử lý các chương trình vi tính và dữ kiện. CPU có nhiều kiểu dáng khác nhau. Ở hình thức đơn giản nhất, CPU là một con chip với vài chục chân. Phức tạp hơn, CPU được ráp sẵn trong các bộ mạch với hàng trăm con chip khác. CPU là một mạch xử lý dữ liệu theo chương trình được thiết lập trước. Nó là một mạch tích hợp phức tạp gồm hàng triệu transistor II – Cấu tạo của CPU CPU có 3 khối chính là : 1. Bộ điều khiển ( Control Unit ) Là các vi xử lí có nhiệm vụ thông dịch các lệnh của chương trình và điều khiển hoạt động xử lí, được điều tiết chính xác bởi xung nhịp đồng hồ hệ thống. Mạch xung nhịp đồng hồ hệ thống dùng để đồng bộ các thao tác xử lí trong và ngoài CPU theo các khoảng thời gian không đổi. Khoảng thời gian chờ giữa hai xung gọi là chu kỳ xung nhịp. Tốc độ theo đó xung nhịp hệ thống tạo ra các xung tín hiệu chuẩn thời gian gọi là tốc độ xung nhịp – tốc độ đồng hồ tính bằng triệu đơn vị mỗi giây-Mhz. Thanh ghi là phần tử nhớ tạm trong bộ vi xử lý dùng lưu dữ liệu và địa chỉ nhớ trong máy khi đang thực hiện tác vụ với chúng. 2. Bộ số học-logic (ALU-Arithmetic Logic Unit) Có chức năng thực hiện các lệnh của đơn vị điều khiển và xử lý tín hiệu. Theo tên gọi, đơn vị này dùng để thực hiện các phép tính số học (+, -, *, /) hay các phép tính logic (so sánh lớn hơn, nhỏ hơn…) 3. Thanh ghi ( Register ) Thanh ghi có nhiệm vụ ghi mã lệnh trước khi xử lý và ghi kết quả sau khi xử lý III – Các thông số kỹ thuật của CPU 1. Tốc độ của CPU: Tốc độ xử lý của máy tính phụ thuộc vào tốc độ của CPU, nhưng nó cũng phụ thuộc vào các phần khác (như bộ nhớ trong, RAM, hay bo mạch đồ họa).Có nhiều công nghệ làm tăng tốc độ xử lý của CPU. Ví dụ công nghệ Core 2 Duo. Tốc độ CPU có liên hệ với tần số đồng hồ làm việc của nó (tính bằng các đơn vị như MHz, GHz, …). Đối với các CPU cùng loại tần số này càng cao thì tốc độ xử lý càng tăng. Đối với CPU khác loại, thì điều này chưa chắc đã đúng; ví dụ CPU Core 2 Duo có tần số 2,6GHz có thể xử lý dữ liệu nhanh hơn CPU 3,4GHz một nhân. Tốc độ CPU còn phụ thuộc vào bộ nhớ đệm của nó, ví như Intel Core 2 Duo sử dụng chung cache L2 (shared cache) giúp cho tốc độ xử lý của hệ thống 2 nhân mới này nhanh hơn so với hệ thống 2 nhân thế hệ 1 (Intel Core Duo và Intel Pentium D) với mỗi core từng cache L2 riêng biệt. (Bộ nhớ đệm dùng để lưu các lệnh hay dùng, giúp cho việc nhập dữ liệu xử lý nhanh hơn). Hiện nay công nghệ sản xuất CPU làm công nghệ 65nm. Hiện đã có loại CPU Quad-Core (4 nhân). Hãng AMD đã cho ra công nghệ gồm 2 bộ xử lý, mỗi bộ 2-4 nhân. 2.Tốc độ BUS của CPU ( FSB – Front Side Bus ) FSB – Front Side Bus là gì ? 1. FSB – Là tốc độ truyền tải dữ liệu ra vào CPU hay là tốc độ dữ liệu chạy qua chân của CPU. 2. Trong một hệ thống thì tốc độ Bus của CPU phải bằng với tốc độ Bus của Chipset bắc, tuy nhiên tốc độ Bus của CPU là duy nhất nhưng Chipset bắc có thể hỗ trợ từ hai đến ba tốc độ FSB 3. Ở dòng chíp Pen2 và Pen3 thì FSB có các tốc độ 66MHz, 100MHz và 133MHz 4. Ở dòng chíp Pen4 FSB có các tốc độ là 400MHz, 533MHz, 800MHz, 1066MHz, 1333MHz và 1600MHz 2.Bộ nhớ Cache. Cache: Vùng nhớ mà CPU dùng để lưu các phần của chương trình, các tài liệu sắp được sử dụng. Khi cần, CPU sẽ tìm thông tin trên cache trước khi tìm trên bộ nhớ chính. Cache L1: Integrated cache (cache tích hợp) – cache được hợp nhất ngay trên CPU. Cache tích hợp tăng tốc độ CPU do thông tin truyền đến và truyền đi từ cache nhanh hơn là phải chạy qua bus hệ thống. Các nhà chế tạo thường gọi cache này là on-die cache. Cache L1 – cache chính của CPU. CPU trước hết tìm thông tin cần thiết ở cache này. Cache L2: Cache thứ cấp. Thông tin tiếp tục được tìm trên cache L2 nếu không tìm thấy trên cache L1. Cache L2 có tốc độ thấp hơn cache L1 và cao hơn tốc độ của các chip nhớ (memory chip). Trong một số trường hợp (như Pentium Pro), cache L2 cũng là cache tích hợp. 3.Pentium và Celeron - Pentium là Chip được thiết kế để chạy cho các ứng dụng mạnh như xử lý đồ hoạ, Video, Game 3D v v… Chip Pentium có bộ nhớ Cache lớn hơn vì vậy làm tăng hiệu suất làm việc của nó - Celeron: Là dòng chíp rút gọn của Pentium nhằm hạ giá thành, số Transistor trong Celeron ít hơn và bộ nhớ Cache nhỏ hơn, Celeron được thiết kế để chạy cho các ứng dụng nhẹ như ứng dụng Văn phòng, duyệt Web v v… So sánh chíp Pentium với Celeron - Khi chạy các ứng dụng nhẹ như văn phòng, duyệt web thì tốc độ của Pentium và Celeron gần như tương đương( nếu hai Chip có cùng MHz), nhưng khi chạy ở các ứng dụng mạnh như xử lý đồ hoạ, game, video thì Pentium có đốc độ nhanh gấp từ 1,5 đến 2 lần . 4.Giải thích các thông số kỹ thuật của CPU ghi trên báo giá các công ty máy tính sSpec Number SLA94 Số sản phẩm CPU Speed 2.40 GHz Tốc độ xử lý của CPU * PCG 06 Hệ thống tản nhiệt, quạt Bus Speed 800 MHz Tốc độ BUS của CPU hay tốc độ FSB * Bus/Core Ratio 12 Tỷ lệ giữa tốc độ CPU và BUS hệ thống L2 Cache Size 2 MB Dung lượng bộ nhớ Cache L2 * L2 Cache Speed 2.4 GHz Tốc độ truy xuất bộ nhớ Cache L2 Package Type LGA775 Kiểu đóng gói 775 chân – Soket 775 * Manufacturing Technology 65 nm Công nghệ sản xuất chíp Core Stepping M0 Các mốc đánh dấu sự phát triển của nhân CPU CPUID String 06FDh Chuỗi ký tự mã Hexa xác định đặc tính của CPU Thermal Design Power 65W Công suất thiết kế nhiệt Thermal Specification 73.3°C Nhiệt độ cho phép, quá mức nhiệt trên CPU có thể ngưng hoạt động Trong các thông số kỹ thuật trên thì các thông số Tốc độ CPU / tốc độ Bus FSB / dung lượng cache L2 / và kiểu đóng gói ( mục dấu * ) là quan trọng nhất mà bạn cần phải quan tâm khi mua Chip Lịch sử CPU Intel BXL 4 bit 4004 là BXL đầu tiên được Intel giới thiệu vào tháng 11 năm 1971, sử dụng trong máy tính (calculator) của Busicom. 4004 có tốc độ 740KHz, khả năng xử lý 0,06 triệu lệnh mỗi giây (milion instructions per second – MIPS); được sản xuất trên công nghệ 10 µm, có 2.300 transistor (bóng bán dẫn), bộ nhớ mở rộng đến 640 byte. Bộ xử lý của Intel đầu tiên sản xuất năm 1971 4040, phiên bản cải tiến của 4004 được giới thiệu vào năm 1974, có 3.000 transistor, tốc độ từ 500 KHz đến 740KHz. Bộ xử lý của Intel sản xuất năm 1974 BXL 8bit 8008 (năm 1972) được sử dụng trong thiết bị đầu cuối Datapoint 2200 của Computer Terminal Corporation (CTC). 8008 có tốc độ 200kHz, sản xuất trên công nghệ 10 µm, với 3.500 transistor, bộ nhớ mở rộng đến 16KB. Bộ xử lý 8008 SX năm 1972 8080 (năm 1974) sử dụng trong máy tính Altair 8800, có tốc độ gấp 10 lần 8008 (2MHz), sản xuất trên công nghệ 6 µm, khả năng xử lý 0,64 MIPS với 6.000 transistor, có 8 bit bus dữ liệu và 16 bit bus địa chỉ, bộ nhớ mở rộng tới 64KB. Bộ xử lý 8080 SX năm 1974 8085 (năm 1976) sử dụng trong Toledo scale và những thiết bị điều khiển ngoại vi. 8085 có tốc độ 2MHz, sản xuất trên công nghệ 3 µm, với 6.500 transistor, có 8 bit bus dữ liệu và 16 bit bus địa chỉ, bộ nhớ mở rộng 64KB. Bộ xử lý 8080 SX năm 1976 BXL 16bit 8086 xuất hiện tháng 6 năm 1978, sử dụng trong những thiết bị tính toán di động. 8086 được sản xuất trên công nghệ 3 µm, với 29.000 transistor, có 16 bit bus dữ liệu và 20 bit bus địa chỉ, bộ nhớ mở rộng 1MB. Các phiên bản của 8086 gồm 5, 8 và 10 MHz. Bộ xử lý 8086 SX năm 1978 8088 trình làng vào tháng 6 năm 1979, là BXL được IBM chọn đưa vào chiếc máy tính (PC) đầu tiên của mình; điều này cũng giúp Intel trở thành nhà sản xuất BXL máy tính lớn nhất trên thế giới. 8088 giống hệt 8086 nhưng có khả năng quản lý địa chỉ dòng lệnh. 8088 cũng sử dụng công nghệ 3 µm, 29.000 transistor, kiến trúc 16 bit bên trong và 8 bit bus dữ liệu ngoài, 20 bit bus địa chỉ, bộ nhớ mở rộng tới 1MB. Các phiên bản của 8088 gồm 5 MHz và 8 MHz. [...].. .Bộ xử lý 8088 SX năm 1979 80186 (năm 1982) còn gọi là iAPX 186 Sử dụng chủ yếu trong những ứng dụng nhúng, bộ điều khiển thiết bị đầu cuối Các phiên bản của 80186 gồm 10 và 12 MHz Bộ xử lý 80186 và 80286 SX năm 1982 80286 (năm 1982) được biết đến với tên gọi 286, là BXL đầu tiên của Intel có thể chạy được tất cả ứng dụng vi t cho các BXL trước đó, được dùng trong PC của IBM và các PC tương... (protect mode) gia tăng tính năng của bộ vi xử lý, có thể truy xuất đến 16 MB bộ nhớ BXL 32bit vi kiến trúc NetBurst (NetBurst MICROARCHITECTURE) Intel 386 gồm các họ 386DX, 386SX và 386SL Intel386DX là BXL 32 bit đầu tiên Intel giới thiệu vào năm 1985, được dùng trong các PC của IBM và PC tương thích Intel386 là một bước nhảy vọt so với các BXL trước đó Đây là BXL 32 bit có khả năng xử lý đa nhiệm, nó có... cho phép xử lý nhiều dữ liệu trong cùng chỉ lệnh, làm tăng khả năng xử lý trong các tác vụ đồ họa, đa phương tiện Bộ xử lý Intel MMX SX năm 1996 BXL Pentium II BXL Pentium II đầu tiên, tên mã Klamath, sản xuất trên công nghệ 0,35 µm, có 7,5 triệu transistor, bus hệ thống 66 MHz, gồm các phiên bản 233,266, 300MHz Pentium II, tên mã Deschutes, sử dụng công nghệ 0,25 µm, 7,5 triệu transistor, gồm các phiên... dùng trong dòng máy tính cấp thấp, có thiết kế giống hệ 486DX nhưng không tích hợp bộ đồng xử lý toán học 486DX sử dụng công nghệ 1 µm (1,2 triệu transistor) và 0,8 µm (0,9 triệu transistor), bộ nhớ mở rộng 4GB; gồm các phiên bản 16, 20, 25, 33 MHz Bộ xử lý Intel 486 SX năm 1991 Pentium MMX (năm 1996), phiên bản cải tiến của Pentium với công nghệ MMX được Intel phát triển để đáp ứng nhu cầu về ứng... mã Prescott 2M) Prescott 2M cũng sử dụng công nghệ 90 nm, bộ nhớ đệm L2 2 MB, bus hệ thống 800 MHz, socket 775LGA Ngoài các tập lệnh MX, SSE, SSE2, SSE3, công nghệ HT và khả năng tính toán 64 bit, Prescott 2M (trừ BXL 620) có hỗ trợ công nghệ Enhanced SpeedStep để tối ưu tốc độ làm vi c nhằm tiết kiệm điện năng Các BXL 6×2 có thêm công nghệ ảo hóa (Virtualization Technology) Prescott 2M có một số... 386 sử dụng các thanh ghi 32 bit, có thể truyền 32 bit dữ liệu cùng lúc trên bus dữ liệu và dùng 32 bit để xác định địa chỉ Cũng như BXL 80286, 80386 hoạt động ở 2 chế độ: real mode và protect mode Bộ xử lý Intel 386 SX năm 1985 486DX sử dụng công nghệ 1 µm, 1,2 triệu transistor, bộ nhớ mở rộng 4GB; gồm các phiên bản 25 MHz, 35 MHz và 50 MHz (0,8 µm) 486SX (năm 1991) dùng trong dòng máy tính cấp thấp,... công nghệ siêu phân luồng Hyper Threading – HT) Northwood C (system bus 800 MHz, tất cả hỗ trợ HT), gồm 2,4, 2,6, 2,8, 3,0, 3,2, 3,4 GHz P4 Prescott (năm 2004) Là BXL đầu tiên Intel sản xuất theo công nghệ 90 nm, có bộ nhớ đệm tích hợp L2 của P4 Prescott gấp đôi so với P4 Northwood (1MB so với 512 KB) Ngoài tập lệnh MMX, SSE, SSE2, Prescott được bổ sung tập lệnh SSE3 giúp các ứng dụng xử lý video và... 570J, 571 với các tốc độ từ 2,8 GHz đến 3,8 GHz BXL Celeron BXL Celeron được thiết kế với mục tiêu dung hòa giữa công nghệ và giá cả, đáp ứng các yêu cầu phổ thông như truy cập Internet, Email, chat, xử lý các ứng dụng văn phòng Điểm khác biệt giữa Celeron và Petium là về công nghệ chế tạo và số lượng Transistor trên một đơn vị Celeron Willamette 128 (2002), bản “rút gọn” từ P4 Willamette, có bộ nhớ đệm... transistor, gồm các phiên bản 333MHz (bus hệ thống 66MHz), 350, 400, 450 MHz (bus hệ thống 100MHz) Celeron (năm 1998) được “rút gọn” từ kiến trúc BXL Pentium II, dành cho dòng máy cấp thấp Phiên bản đầu tiên, tên mã Covington không có bộ nhớ đệm L2 nên tốc độ xử lý khá chậm, không gây được ấn tượng với người dùng Phiên bản sau, tên mã Mendocino, đã khắc phục khuyết điểm này với bộ nhớ đệm L2 128KB - Xuất hiện... Soket LGA775 - Tốc độ xử lý từ 1,6GHz đến >= 2,4GHz - Tốc độ FSB: 800MHz - Cache 1MB - Tương thích với Memory là DDR2 Intel Pentium Dual-Core Processor SX năm 2006 Socket 775 Intel Core 2 Duo BXL lõi kép sản xuất trên công nghệ 65 nm, hỗ trợ SIMD instructions, công nghệ Virtualization Technology cho phép chạy cùng lúc nhiều HĐH, tăng cường bảo vệ hệ thống trước sự tấn công của virus (Execute Disable . sau khi xử lý III – Các thông số kỹ thuật của CPU 1. Tốc độ của CPU: Tốc độ xử lý của máy tính phụ thuộc vào tốc độ của CPU, nhưng nó cũng phụ thuộc vào các phần khác (như bộ nhớ trong, RAM,. nhiều công nghệ làm tăng tốc độ xử lý của CPU. Ví dụ công nghệ Core 2 Duo. Tốc độ CPU có liên hệ với tần số đồng hồ làm vi c của nó (tính bằng các đơn vị như MHz, GHz, …). Đối với các CPU cùng. được xem như não bộ, một trong những phần tử cốt lõi nhất của máy vi tính. Nhiệm vụ chính của CPU là xử lý các chương trình vi tính và dữ kiện. CPU có nhiều kiểu dáng khác nhau. Ở hình thức