Bài 3
CPU VÀ RAM
Mụ c tiêu bài họ c
󽝷 Nhận biết được đặc điểm và thông số kỹ thuật của các CPU
dùng cho máy tính cá nhân
󽝷 Thông hiểu cách lựa chọn CPU cho hệ thống
󽝷 Thông hiểu cách lắp mới và thay thế CPU
󽝷 Thông hiểu các phương pháp tản nhiệt cho CPU
󽝷 Thông hiểu các loại RAM khác nhau và nguyên lý hoạt động
của chúng.
󽝷 Thông hiểu các vấn đề cần thiết khi nâng cấp RAM
Bài 3 – CPU và RAM 2
Nhắ c lạ i về CPU và Chipset
󽝷 CPU
󽞨 Thành phần quan trọng nhất của cả hệ thống
󽞨 Tách rời với main
󽞨 Chân cắm CPU ở trên main gọi là socket (CPU)
󽝷 Chipset
󽞨 Đứng giữa, điều khiển trao đổi giữa CPU và các thành phần khác
󽞨 Gắn cố định ở trên main
󽝷 Các nhà sản xuất CPU chính: Intel, AMD
Bài 3 – CPU và RAM 3
Các đặ c tính củ a CPU
󽝷 Tốc độ bus hệ thống CPU hỗ trợ; VD 1066 MHz
󽝷 Tốc độ nhân CPU; VD 3.2 GHz
󽝷 Socket mà CPU sử dụng và chipset mà CPU hỗ trợ
󽝷 Khả năng hoạt động đa nhiệm (xử lý song song)
󽝷 Độ lớn bộ nhớ cache trong CPU
󽝷 Loại RAM và dung lượng tối đa CPU hỗ trợ
󽝷 Các công nghệ xử lý, các tập lệnh mà CPU hỗ trợ
󽝷 Công suất tiêu thụ điện

Bài 3 – CPU và RAM 4
Nguyên lý hoạ t độ ng củ a CPU
󽝷 Ba thành phần cơ bản
󽞨 Thành phần vào ra (I/O)
󽞨 Thành phần điều khiển
󽞨 Thành phần tính toán (ALU)
󽝷 Thanh ghi: bộ nhớ chứa dữ liệu đang được ALU xử lý
󽝷 Cache: chứa dữ liệu và tập lệnh hay được sử dụng đến
󽝷 Các Bus dữ liệu:
󽞨 Front-side bus (FSB, bus hệ thống) nối CPU với bên ngoài
󽞨 Back-side bus: nối các thành phần bên trong CPU
Bài 3 – CPU và RAM 5
6
Nguyên lý hoạ t độ ng củ a CPU
󽝷 Tốc độ của CPU
󽞨 Là tốc độ hoạt động bên trong CPU; e.g., 3.2 GHz
󽞨 Multiplier (hệ số nhân)
• Tốc độ bus hệ thống x multiplier = Tốc độ CPU
󽞨 Overclocking (ép xung): Sử dụng CPU ở tốc độ cao hơn tốc độ
nhà sản xuất quy định
󽞨 Throttling: Giảm tốc CPU
• Khi không cần tốc độ cao (Tiết kiệm điện)
• Khi hệ thống quá nóng (vì lý do an toàn)
Bài 3 – CPU và RAM 7
Nguyên lý hoạ t độ ng củ a CPU
󽝷 Xử lý song song
󽞨 Multiprocessing (xử lý song song): Nhiều ALU trong một nhân
vật lý
󽞨 Multiprocessor (đa bộ vi xử lý): Nhiều CPU trên một main; VD
CPU Xeon

󽞨 Multicore (đa nhân): Nhiều nhân vật lý trong một CPU; VD: CPU
core2duo, corei7
󽝷 Bộ nhớ cache
󽞨 RAM tĩnh (Static RAM) giữ được thông tin liên tục
󽞨 SRAM nhanh và đắt hơn DRAM
󽞨 L1, L2, L3: Các tầng cache trong một CPU
Bài 3 – CPU và RAM 8
9Bài 3 󰜔 CPU và RAM
10Bài 3 󰜔 CPU và RAM
Tậ p lệ nh CPU
󽝷 Tập lệnh/bộ lệnh: Tập hợp các thao tác tính toán cơ bản,
được xây dựng cứng trong CPU
󽝷 3 loại tập lệnh:
󽞨 Reduced instruction set computing (RISC): ARM, PowerPC
󽞨 Complex instruction set computing (CISC): x86
󽞨 Explicitly parallel instruction computing (EPIC): Itannium
󽝷 Microarchitecture: kiến trúc để xây dựng CPU
󽝷 Các CPU máy tính cá nhân hầu hết đều sử dụng x86
󽝷 Một số tập lệnh mở rộng của x86:
󽞨 MMX (Multimedia Extensions)
󽞨 SSE (Streaming SIMD Extension), SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4
󽞨 Intel64, AMD64
Bài 3 – CPU và RAM 11
Các công nghệ mà CPU hỗ trợ
󽝷 Tiết kiệm điện
󽞨 Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST) của Intel
󽞨 PowerNow! Và Cool’n’Quiet của AMD
󽝷 Xử lý đa luồng:
󽞨 Công nghệ giúp một nhân vật lý hoạt động như là nhiều nhân
(gọi là nhân logic)

󽞨 Hyperthreading của Intel và HyperTransport của AMD
󽝷 Ảo hóa
󽞨 Giả lập CPU: Intel-VT-x, AMD-V
󽞨 Giả lập thiết bị vào ra (I/O MMU): VT-d, AMD-Vi
󽞨 Giả lập thiết bị mạng: VT-c
󽝷 An toàn và bảo mật: Execute Disable Bit của Intel
Bài 3 – CPU và RAM 12
Các dòng CPU củ a I ntel
Bài 3 – CPU và RAM 13
Ki󰗀n trúc
Các dòng CPU T󰗒c 󰗚
Nhân
(lu󰗔ng)
Bus h󰗈
th󰗒ng Các thông s󰗒 khác
P6
Pentium III, Pentium M,
Celeron
66
-
1400 MHz
1 (1)
60
-133
MT/s
Netburst
Pentium IV, Pentium D,
Pentium Extreme
1.4
-

3.73 GHz
1-
2 (1-
2)
333
-
1066
MT/s
Core
Pentium Dual Core, Intel
Core 2, Celeron
1.06
-
3.33 GHz
2-
4 (2-
4)
533
-
1333
MT/s
Bonnell
Atom
0.6
-2.13 GHz
1-
2 (1-
4)
400
-

667
MT/s
Công
su󰖦t < 13W
Nehalem
Intel Pentium, Core i3, Core
i5, Core i7
1.2
-3.8 GHz
2-
8 (2-
16)
DMI:
2.5GT/s;
QPI: 4.8
-
6.4 GT/s
3-
24MB L3 Cache,
bng thông RAM lên
t󰗜i 3xDDR3 1333 ho󰖸c
4xDDR3 1066
Sandy
Bridge
Core i3 2xxx, Core i5 2xxx,
Core i7 2xxx
1.5
-3.8 GHz
2-
8 (2-

16)
DMI:
2.5GT/s;
QPI: 4.8
-
6.4 GT/s
3-
24MB L3 Cache,
bng thông RAM lên
t󰗜i 4xDDR3 1600
Các dòng CPU củ a AMD
Bài 3 – CPU và RAM 14
Ki󰗀n trúc
Các dòng CPU T󰗒c 󰗚
Nhân
Bus h󰗈
th󰗒ng Các thông s󰗒 khác
K6
AMD
-K6
166
-300
MHz
1
66 MT/s
K7
Althon, Althon XP,
Sempron
500
MHz -

2.33
GHz
1
100
-
200MT/s
K8
Opteron
, Athlon 64,
Sempron
, Turion 64,
Athlon
64 X2,
Turion 64 X2
1-
3.2 GHz
1-
2
800
-
2000
MT/s
K10
Opteron
, Phenom X3,
Phenom
X4, Athlon X2
(Kuma
), Sempron, Turion
II,

Athlon
II, Phenom II
1.5
-3.6 GHz
1-
12
1.8
- 3.2
GT/s
Các thiế t bị tả n nhiệ t
󽝷 Hệ thống tản nhiệt: Dùng để giữ nhiệt độ CPU và hệ thống ở
mức độ hoạt động an toàn.
󽝷 Hệ thống tản nhiệt thường gặp gồm quạt và bộ tản nhiệt
󽞨 Bộ tản nhiệt tiếp xúc với bề mặt chip và gắn với chip qua keo
tản nhiệt
󽞨 Quạt CPU nằm ngay trên bộ tản nhiệt
󽞨 Ngoài CPU, các thành phần khác cũng có thể được trang bị tản
nhiệt riêng như chipset, RAM, card màn hình
󽞨 Case và bộ cấp nguồn cũng có quạt tản nhiệt
󽝷 Một số hệ thống cao cấp sử dụng bộ tản nhiệt dùng chất lỏng
Bài 3 – CPU và RAM 15
Xử lý bụ i bẩ n
󽝷 Bụi có hại với máy tính
󽞨 Bám vào các lỗ thông khí trên vỏ case
󽞨 Bám vào các lá tản nhiệt làm giảm lưu thông khí
󽞨 Làm kẹt quạt dẫn tới quạt không hoạt động
󽝷 Máy tính cần được vệ sinh thường xuyên
󽞨 Ít nhất 2 lần / năm
Bài 3 – CPU và RAM 16
Quạ t và bộ tả n nhiệ t CPU

Bài 3 – CPU và RAM 17
Quạ t và cơ cấ u tả n nhiệ t khác
Bài 3 – CPU và RAM 18
Quạ t và cơ cấ u tả n nhiệ t khác
Bài 3 – CPU và RAM 19
Tả n nhiệ t dùng chấ t lỏ ng
Bài 3 – CPU và RAM 20
Chọ n CPU để lắ p mớ i hay nâng cấ p
󽝷 Chọn CPU thỏa mãn yêu cầu hệ thống
󽞨 Đọc kỹ tài liệu đi kèm main về CPU mà main hỗ trợ
󽞨 Lựa chọn CPU có cấu hình phù hợp
• Tốc độ (càng cao càng tốt)
• Tốc độ bus hệ thống (càng cao càng tốt, chú ý tốc độ tối đa mà
main hỗ trợ)
• Số lượng nhân (càng nhiều càng tốt)
• Dung lượng cache (càng caocàng tốt)
• Tập lệnh mà CPU hỗ trợ: VD: SSE4, Ảo hóa
• Công suất tiêu thụ tối đa và các chức năng liên quan: VD: EIST
• Giá cả
󽞨 Trong trường hợp CPU không có quạt và bộ tản nhiệt đi kèm
(hàng Tray), lựa chọn bộ tản nhiệt vừa với socket CPU và chất
lượng tốt
󽞨 Thực hành: lắp đặt CPU
Bài 3 – CPU và RAM 21
Tùy chỉ nh CPU dùng BI OS
󽝷 Các tùy chỉnh thường gặp trong BIOS:
󽞨 Hiệu chỉnh các tính năng tiết kiệm điện
• ACPI: Chuẩn giao diện quản lý các trạng thái tiết kiệm điện
– P State: CPU giảm tốc độ để tiết kiệm điện
– C State: CPU ngắt bớt một số thành phần bên trong để tiết kiệm điện

󽞨 Bật tắt các tính năng đặc biệt của CPU
• Ảo hóa
• Các tính năng về an toàn và bảo mật
󽞨 Các tính năng liên quan đến overclock cho CPU
Bài 3 – CPU và RAM 22
Nhắ c lạ i khái niệ m Bộ nhớ chính
󽝷 RAM (Random Access Memory)
󽞨 Lưu trữ dữ liệu và các lệnh đang chờ CPU xử lý
󽞨 Dữ liệu được lưu không bền (mất đi sau khi tắt máy hay ngắt
điện)
󽝷 ROM (Read-only Memory)
󽞨 Sử dụng trong firmware của main
󽞨 Dữ liệu được lưu bền vững (vẫn tồn tại sau khi tắt máy)
󽝷 Các thông tin khác
󽞨 RAM được đóng gói gắn trên các thanh: DIMM, RIMM, SIMM
󽞨 Các loại RAM khác nhau: RAM tĩnh (SRAM) và động (DRAM)
󽞨 Bộ nhớ cache dùng RAM tĩnh có tốc độ và giá thành cao hơn
Bài 3 – CPU và RAM 23
DI MM
󽝷 DIMM (dual inline memory module)
󽞨 Có chân tiếp xúc ở cả hai mặt của thanh RAM
󽞨 Có chip nhớ ở một hoặc cả hai mặt
󽞨 Độ rộng dữ liệu là 64 bit
󽝷 RAM đồng bộ (SDRAM)
󽞨 Chạy đồng bộ với CPU và Bus hệ thống
󽞨 SDRAM đời đầu chuyển 1 đơn vị dữ liệu trong một xung (vì thế
gọi là single data rate, SDR SDRAM), có 168 chân
󽝷 DDR (Double data rate SDRAM)
󽞨 Dữ liệu được chuyển ở cả chiều lên và xuống của xung đồng hồ
󽞨 DDR1: Trong một xung chuyển 2 đơn vị dữ liệu, có 184 chân

󽞨 DDR2: Trong một xung chuyển 4 đơn vị dữ liệu, có 240 chân
󽞨 DDR3: Trong một xung chuyển 8 đơn vị dữ liệu, có 240 chân
Bài 3 – CPU và RAM 24
DDR
Bài 3 – CPU và RAM 25