Đề tài : Nghiên cứu CPU đa nhân

BỘ CÔNG THƯƠNG
TỔNG CÔNG TY CP ĐIỆN TỬ VÀ TIN HỌC VIỆT NAM

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VIETTRONICS

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỂ TÀI: NGHIÊN CỨU CPU ĐA NHÂN

Người hướng dẫn
Đơn vị
Sinh viên thực hiện
Lớp
Ngành

: ThS.Vũ Anh Tài
: Công nghệ thông tin
: Phạm Nam Hà
: 2CT10B
: Kĩ thuật máy tính và quản trị mạng

Hải phòng, tháng 6 năm 2015
1


Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân

LỜI CẢM ƠN
Được sự phân công của Khoa Công Nghê Thông Tin - Trường Cao Đẳng
Viettronics, và sự đồng ý của Thấy giáo hướng dẫn ThS. Vũ Anh Tài em đã thực

hiện đề tài “ Nghiên Cứu CPU đa nhân”.
Để thực hiện bài khóa luận này, trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở
giảng đường cao đẳng đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ
của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè. Với lòng biết ơn sau sắc nhất em xin gửi
đến quý Thầy Cô ở Khoa Công Nghê Thông Tin – Trường Cao Đẳng
Viettronics đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến
thức quý bấu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường.Xin chân
thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn ThS. Vũ Anh Tài đã tận tình, chu đáo hướng
dẫn em thực hiện khóa luận này. Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo
của thầy thì em nghĩ đê tài khóa luận này của em rất khó có thể hoàn thiện được.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy. Mặc dù đã có nhiều có gắng để
thực hiện đề tại một cách hoàn chỉnh nhất. Song do buổi đầu mới làm quen với
công tác nghiên cứu, tiếp cận thực tế cũng như hạn chế về kiến thức và kinh
nghiệp nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định mà bản thân chưa
thấy được. Em mong được sự góp ý của quý Thầy, Cô giáo để khóa luận được
hoành chỉnh hơn.
Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy Cô trong Khoa Công Nghệ Thông Tin
và cùng toàn thể Thầy Cô trường Cao Đẳng Viettronics thật dồi dào sức khỏe,
niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức
cho thế hệ mai sau
Em xin chân thành cảm ơn!
Hải Phòng, ngày….tháng….năm…..
Sinh Viên
(ký và ghi rõ họ tên)

Phạm Nam Hà
2


Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................................2
LỜI MỞ ĐẦU...........................................................................................................................8

1. Tính cấp thiết của đề tài

8

2. Mục đích nghiên cứu ..........................................................................................................9
3. Nhiệm vụ nghiên cứu .........................................................................................................9
4. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ..........................................................................................9
5. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................................9
6. Những đóng góp thực tiễn ..................................................................................................9
7. Kết cấu đề tài........................................................................................................................9

1.1 Khái niệm CPU

10

1.2 Giới thiệu về CPU Intel

10

1.2.1 Sơ lược về tập đoàn Intel...................................................................10
1.2.2 Các dòng CPU destop Intel:..............................................................10
1.2.3 Các dòng CPU laptop Intel................................................................14
1.2 Giới thiệu về CPU AMD

16


1.2.1 Sơ lược về tập đoàn AMD.................................................................16
1.2.2 Các dòng CPU destop AMD.............................................................17
1.2.3 Các dòng CPU laptop AMD..............................................................19
2.1 Đặc trưng của CPU
2.1.1 Tốc độ làm việc

22
.................................................................22

2.1.2 Tốc độ xử lý và tốc độ Bus của CPU ..............................................23
2.1.3 Đơn vị giao tiếp (BUS)......................................................................24
2.1.5 BUS dữ liệu (Data BUS)...................................................................25
2.1.6 BUS điều khiển (Control BUS).........................................................26
2.1.7 Kiến trúc nội......................................................................................26
2.1.8 Bộ nhớ đệm Cache............................................................................26
3


Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân

2.1.8.1 Memory cache:...............................................................................27
2.1.9 Tập lệnh (intrucsion set)....................................................................28
2.1 Cấu tạo

29

2.1.1 Các thành phần cơ bản của CPU.......................................................29
2.1.2 Các chức năng cơ bản của CPU.......................................................29
2.2 Nguyên tắc hoạt động của CPU


30

2.2.1 Nguyên lý hoạt động.........................................................................30
3.1 Giới thiệu chung

34

3.1.1 Khái niệm..........................................................................................34
3.1.2 Thế hệ CPU đa nhân đầu tiên............................................................34
3.1.3 Các thế hệ kế tiếp..............................................................................36
3.1.4 Thệ Core i..........................................................................................38
3.2 Ứng dụng CPU đa nhân trong thực tiễn

43

4.1 Các lỗi thường gặp của CPU Destop

46

4.1.1 Các lỗi thường gặp của CPU INTEL................................................46
4.1.2 Các lỗi thường gặp của CPU AMD ..................................................47
4.2 Các lỗi thường gặp của CPU Laptop

48

4.2.1 Toshiba :............................................................................................48
4.2.2 Hp-Compaq ......................................................................................48
4.2.3 Dell....................................................................................................49
4.3 Các Bước Khắc Phục Cơ Bản:


50

4.3.1 Không để treo máy............................................................................50
4.3.2 Kiểm tra RAM...................................................................................50
4.3.3 Cài đặt chương trình phù hợp............................................................50
4.3.4 Làm mát không cần đến đế giải nhiệt................................................51
4.3.5 Chỉnh trang các thiết bị ngoại vi.......................................................51
4


Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân
TỔNG KẾT............................................................................................................................52

5


Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân

DANH MỤC BẢNG BIỂU , HÌNH ẢNH, CHỮ CÁI VIẾT TẮT
1. Danh mục bảng biểu
1.1 Danh sách sản phẩm CPU của hãng Intel……………………………………………..22
1.2 Danh sách sản phẩm CPU của hãng AMD……………………………………………22

2. Hình ảnh
Hình 1.1: Pentium 3 Katmai..................................................................................................11
Hình 1.2: Pentium III XEON.................................................................................................11
Hình 1.3: Pentium IV..............................................................................................................11
Hình 1.4: Pentium D...............................................................................................................11
Hình 1. 5: Dual Core E6500...................................................................................................12

Hình 1.6: Core 2 Duo T7300..................................................................................................12
Hình 1.7: Core 2 Quad Q6600...............................................................................................12
Hình 1.8: Core i3 530..............................................................................................................13
Hình 1.9: Core i5 750..............................................................................................................13
Hình 1.10: Core i7 920............................................................................................................13
Hình 1.11: Intel - Pentium III Mobile...................................................................................14
Hình 1.12: Intel Mobile Pentium 4........................................................................................14
Hình 1.13: Intel Pentium Dual-Core Mobile Processor T2130...........................................14
Hình 1.14: Intel Core 2 Duo T7300...............................................................................15
Hình 1.15: Core 2 quad Q9000..............................................................................................15
Hình 1.16: Core™2 Solo Processor ULV SU3500................................................................15
Hình 1.17: Core i3 330............................................................................................................16
Hình: 1.18: Core i5 430M.......................................................................................................16
Hình 1.19: Core i7 -72QM......................................................................................................16
Hình 1.20: AMD Athlon™ II X2 550...................................................................................17
Hình 1.21: AMD Athlon II X3 425 .....................................................................................17
Hình 1.22: AMD Athlon™ II X4 620....................................................................................18
Hình 1.23: AMD Phenom™ II X2 240..................................................................................18
Hình: 1.24: AMD Phenom™ II X3 710.................................................................................18
Hình: 1.25: AMD Phenom™ II X4 945 ...............................................................................19

6


Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân
Hình: 1.26: Athlon™ X2 Dual-Core 250...............................................................................19
Hình: 1.27: AMD Sempron™ LE-1250................................................................................19
Hình 1.28: AMD Turion™ 64 X2 Mobile Technology TL-58.............................................20
Hình 1.29: Athlon neo X2 L510.............................................................................................20
Hình 2.1: Minh họa bên trong CPU có 12 đường truyền dữ liệu gọi là Data Bus có 12 bit

...................................................................................................................................................22
Hình 2.2: Minh họa về tốc độ xử lý (CPU speed) và tốc độ Bus (FSB) của CPU..............23
Hình 2.3: Mô tả L1, L2 cache của CPU đa nhân.................................................................27
Hình 2.4:Sơ đồ cấu tạo đơn giản............................................................................................29
Hình 2.5 Cấu tạo transistor...................................................................................................30
Hình 2.6: sơ đồ chu kỳ làm việc CPU đời cũ........................................................................32
Hình 2.7: Sơ đồ chu kỳ làm việc CPU hỗ trợ pipelining.....................................................33
CHƯƠNG 3. CÔNG NGHỆ VÀ THẾ HỆ CÁC CPU ĐA NHÂN.....................................34
Hình 3.1:Công nghệ siêu phân luồng ...................................................................................35
Hình 3.2:Mô tả bộ L1, L2 caches của CPU Core Duo.........................................................37
Hình 3.3 Intel core i là dòng CPU phổ biến hiện này........................................................38
Hình 3.4 Intel core I Haswel, giúp utrabook mỏng nhẹ hơn...............................................41
Hình 3.6 Quy tắc phân biệt các dòng CPU...........................................................................42
Hình 4.1: Ví dụ minh họa.......................................................................................................46
Hình 4.2: Lỗi hở chân socket.................................................................................................47

3. Các chữ viết tắt
CPU
: Central Processing Unit (Đơn Vị Xử Lý Trung Tâm)
FSB
: Front Site Bus ( Bus phía trước, tốc độ ra vào chân của CPU)
CU
: Control Unit ( Đơn vị điều khiển)
ALU
: Arithmetic and Logic Unit ( Đơn vị số học và luận lý)
HTT
: Hyper-Threading Technology ( Công Nghệ Hyper-Threading –siêu
phân luồng)
Cache : Bộ nhớ đệm
SocKet : Số lượng chân ra vào của CPU

Bus
: Tốc độ nhập xuất dư liệu
7


Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân

LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Do nhu cầu về xử lý đa nhiệm:
Có rất nhiều phần mềm đang hoạt động đồng thời ở chế độ nền (background)
trong hệ điều hành
- Máy chủ được kết hợp đồng thời cung cấp nhiều dịch vụ
Các phần mềm, trình duyệt cần nhiều không gian và tốc độ: xử lý đồ họa,
biên tập video, nghe nhạc, chơi game….nếu tốc độ không tăng lên thông tin xử
lý chậm chạp thậm chí có thể treo máy
Nếu số lượng ứng dụng nhiều được xử ký trên một máy tình có 2 CPU độc lập
thì hệ thống sẽ thực hiện nhanh hơn, không xảy ra chậm, lỗi hệ thống, treo
máy…
Vậy nên, để đáp ứng mọi nhu cầu người sử dụng máy tính việc năng lực xử
lý của CPU tăng lên là điều tất yếu. CPU có khả năng nhiều luồng, đa nhân, có
công nghệ siêu phân luồng…thì sẽ xử lý công việc nhanh hơn.

8


Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân

2. Mục đích nghiên cứu
Tìm hiểu CPU trong máy tính đang làm gì, sự khác biệt giữa các loại CPU.

Tìm hiểu xem làm sao mà các kỹ thuật luận lý số vô cùng đơn giản lại cho
phép máy tính làm rất nhiều việc, từ chơi game, soạn văn bản cho đến việc đọc
thư điện tử hay nghe nhạc, xem phim……
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Tìm hiểu CPU là gì?
Cấu tạo nguyên tắc hoạt động
Tính năng, đặc trưng của CPU đa nhân
Khắc phục các lỗi thường gặp của CPU trên PC và Laptop
4. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu CPU, CPU đa nhân
Công nghệ trong sản xuất CPU
Các Hãng sản xuất CPU
Công Nghệ, Lịch sử CPU trên thế giới
5. Phương pháp nghiên cứu
Đọc tài liệu( Sách, hình ảnh, tài liệu internet….)
Sử dụng kinh nghiệm khắc phục các lỗi thường gặp trên CPU trên PC và
Laptop
Tham khảo ý kiến Thầy hướng dẫn
6. Những đóng góp thực tiễn
Hiểu được ý nghĩa các thông số CPU ( tư vấn lựa chọn )
Khắc phục được các lỗi từ CPU
7. Kết cấu đề tài
Đề tài gồm 4 phần chính:
Giới thiệu về CPU và hãng sản xuất
Cấu tạo & nguyên tắc hoạt động cơ bản
Công nghệ, các thế hệ CPU đa nhân
Khắc phục các lỗi CPU trên PC & Laptop

9



CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CPU

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CPU
1.1 Khái niệm CPU
CPU là từ viết tắt của cụm Central Processing Unit (Đơn Vị Xử Lý Trung
Tâm), là một bộ phận tính toán chính của máy tính. Nó được cấu thành bởi đơn
vị số học-lôgic (ALU) và đơn vị điều khiển. Ngày nay, CPU trong hầu hết các
máy tính được chứa trọn vẹn trên một chip đơn.
CPU, đồng hồ và bộ nhớ là những thành phần chính yếu tạo nên máy vi tính
của bạn. Nhưng một hệ thống máy tính hoàn chỉnh cần đòi hỏi thêm các thành
phần khác như: các đơn vị điều khiển, các thiết bị nhập, xuất và lưu trữ dữ liệu
và một hệ điều hành.
Chiếc máy tính mà bạn dùng để đọc trang thông tin của chúng tôi sử dụng
một CPU và nó đang giúp bạn làm công việc này. CPU có thể được xem như
"quả tim" của bất cứ một máy tính thông thường nào, dù nó là máy tính để bàn,
máy chủ hay máy tính xách tay. CPU của bạn có thể là loại Pentium, K6,
PowerPC, Sparc hay bất cứ một nhãn hiệu hay loại CPU nào, nhưng tất cả chúng
đều thực hiện gần như cùng một thứ và với cách thức gần như nhau.
Nếu như bạn đã từng tự hỏi không biết CPU trong máy tính của bạn đang
làm gì, hoặc nếu bạn quan tâm về sự khác biệt giữa các loại CPU, thông tin mà
chúng tôi cung cấp sẽ giúp bạn tìm hiểu xem làm sao mà các kỹ thuật luận lý số
vô cùng đơn giản lại cho phép máy tính làm rất nhiều việc, từ chơi game, soạn
văn bản cho đến việc đọc thư điện tử hay nghe nhạc, xem phim...
1.2 Giới thiệu về CPU Intel
1.2.1 Sơ lược về tập đoàn Intel
Tập đoàn Intel (Integrated Electronics) thành lập vào ngày 18/7/1968, lúc đó
là tập đoàn hợp nhất về thiết bị điện tử, sản xuất ờ Santa Clara, (California,
USA) bởi nhà hoá học kiêm vật lí học Gordon E.Moore và Robert Noyce, sau
khi họ đã rời khỏi công ty Fairchild Semiconductor.

1.2.2 Các dòng CPU destop Intel:
• Pentium 3:
 Pentium III Katmai: : tốc độ: 600 MHz ,FSB:100 MHz, 32KB cache
l1, 512KB cache l2,socket 242(slot 1) ,sản xuất trên công nghệ: 0,25µm ,công
xuất tiêu thụ 34.5w.
10


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CPU

Hình 1.1: Pentium 3 Katmai

 Pentium III XEON :ra đời năm 1999,tốc độ: 600MHz,
FSB:133MHz,32KB cache l1,256 KB cache l2,socket SC330(slot2),công nghệ
sản xuất 0.18µm,công xuất tiêu thụ 19.2w.

Hình 1.2: Pentium III XEON

• Pentium 4:
 Pentium IV: ra đời năm 2000 : tốc độ 2.6GHz, FSB :800MHz,20KB
cache l1,512KB cache l2, socket 478,công nghệ sản xuất 90nm,công xuất tiêu thụ
89w.

Hình 1.3: Pentium IV

• Pentium D:
 Pentium D: tốc độ 3.0GHz, FSB:800MHz, 4MB cache L2,socket 775,
công nghệ sản xuất 65nm, công xuất tiêu thụ 95w.

Hình 1.4: Pentium D


11


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CPU

• Dual Core :
 Dual Core E6500: 2 nhân xử lí,tốc độ 2.93GHz,FSB 1066,2MB cache
l2,socket 775,sản xuất trên công nghệ 45nm,công xuất tiêu thụ 65w.

Hình 1. 5: Dual Core E6500

• Core 2 Duo:
 Core 2 Duo T7300: có 2 nhân xử lý,tốc độ 2.0GHz,FSB :
800MHz,4MB cache l2,socket 775,sản xuất trên công nghệ 65nm,công xuất tiêu
thụ 35w

Hình 1.6: Core 2 Duo T7300

• Core 2 Quad:
 Core 2 Quad Q6600: có 4 nhân xử lý, tốc độ 2.4GHz, FSB 1066MHz,
8MB cache l2, socket 775, công xuất tiêu thụ, sản xuất trên công nghệ 65nm.

Hình 1.7: Core 2 Quad Q6600

12


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CPU


• Core i3 :
 Core i3 530: tốc độ 2.93GHz, FSB:2.5GT/s, 4MB cache L2, socket
1156, công xuất tiêu thụ 73w, sản xuất trên công nghệ 32nm.

Hình 1.8: Core i3 530

• Core i5:
 Core i5 750: ra đời năm 2009, có 4 nhân ,tốc độ 3.2GHz, FSB:
2.5GT/s, 8MB cache, socket 1156, công nghệ sản xuất: 45nm, công xuất tiêu thụ
95w.

Hình 1.9: Core i5 750

• Core i7:
 Core i7 920: có 4 nhân,tốc độ 2.93GHz,FSB:4.5 GT/s,8MB
cache,socket 1156,công nghệ sản xuất 45nm,công xuất tiêu thụ 130w

Hình 1.10: Core i7 920

13


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CPU

1.2.3 Các dòng CPU laptop Intel
• Pentium 3:
 Intel - Pentium III Mobile: tốc độ: 800MHz, FSB: 100Mhz, 32KB cache
L1, 256KB cache l2, socket 370, công nghệ sản xuất: 0.13µm,công xuất tiêu thụ
0.95v.


Hình 1.11: Intel - Pentium III Mobile

• Pentium 4:
 Intel Mobile Pentium 4 M 518 tốc độ: 2.80GHz, 1MB Cache l2 ,
FSB:533MHz , Socket 478, công nghệ sản xuất: 90nm, công xuất tiêu thụ 88w.

Hình 1.12: Intel Mobile Pentium 4

• Dual Core:
 Intel Pentium Dual-Core Mobile Processor T2130: ra đời năm 2007,
tốc độ: 1.86Ghz, FSB: 533MHz , 1MB cache l2, Công nghệ sản xuất: 65nm,
công suất tiêu thụ 31w.

Hình 1.13: Intel Pentium Dual-Core Mobile Processor T2130

• Core 2 Duo :

14


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CPU

 Intel Core 2 Duo T7300: ra đời năm 2007, 2 nhân, tốc độ: 2.00GHz,
FSB:800MHz, Socket P, 4MB cache l2, công nghệ sản xuất: 65nm, công
suất tiêu thụ 35w.

Hình 1.14: Intel Core 2 Duo T7300

• Core 2 Quad :
 Core 2 quad Q9000: ra đời năm 2009, 4 nhân, tốc độ: 2.0GHz,

FSB:1066MHz, socket, 6MB cache, công nghệ sản xuất 45nm, công xuất tiêu thụ
45w

Hình 1.15: Core 2 quad Q9000

• Core 2 solo :
 Core™2 Solo Processor ULV SU3500: 1.4 Ghz, 3 MB, L2 Cache,
Mobile Intel GS45 Express Chip(ICH 9), 1066 Mhz, 2 GB, DDR III RAM, 1066
MHz, Intel Graphics Media Accelerator 4500MHD, 512 MB,

Hình 1.16: Core™2 Solo Processor ULV SU3500

• Core i3 :
 Core i3 330: ra đời 01/2010, 2 nhân, tốc độ 2.13GHz, FSB:2.5GT/s,
3MB cache, socket, công nghệ sản xuất 32nm, công xuất tiêu thụ 35w.

15


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CPU

Hình 1.17: Core i3 330

• Core i5 :
 Core i5 430M: ra đời quý 1 năm 2010, 2 nhân, tốc độ:2.5GHz, FSB
2.5Gt/s, 3MB cache, socket M, công nghệ sản xuất 32nm, công xuất tiêu thụ
35w.

Hình: 1.18: Core i5 430M


• Core i7 :

Core i7 -72QM: ra đời năm 2009, 4 nhân, tốc độ:2.8GHz,
FSB:2.5GT/s, 6MB cache, socket, công nghệ sản xuất 45nm, công xuất tiêu thụ
45w.


Hình 1.19: Core i7 -72QM

1.2 Giới thiệu về CPU AMD
1.2.1 Sơ lược về tập đoàn AMD
AMD - Advanced Micro Devices ; Inc - (California, USA): là một công ty
chuyên về sản xuất các chất bán dẫn Hoa Kì. Công ty có đại bản doanh ở
Sunnyvale - California này được thành lập năm 1969 do Jerry Sanders và nhóm
nhân viên cũ của Fairchild Semiconductor sáng lập, bao gồm Jerry Sanders, Ed
Turney, John Carey, Sven Simonsen, Jack Gifford và ba thành viên của
Gifford's team là Frank Botte, Jim Giles, và Larry Stenger. Hiện nay chủ tịch hội
đồng quản trị và là tổng giám đốc là Tiến sĩ Hector Ruiz, chủ tịch tập đoàn và là
giám đốc điều hành là ngài Dirk Meyer.

16


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CPU

Nhà sản xuất các thiết bị bán dẫn nổi tiếng như các CPU tương thích dòng
x86 (x86 compatible CPU), các bộ xử lý nhúng (embedded processor), các bộ
nhớ truy cập nhanh (flash memory), các thiết bị lập trình logic và các thiết bị
mạng. AMD là công ty đầu tiên sản xuất các bộ xử lý tương thích 386 và 486
vào các năm 1991, 1993 và là đối thủ cạnh tranh trực tiếp của hãng Intel cho đến

ngày nay với các bộ vi xử lý công nghệ mới.
AMD bắt cháy các sản phẩm và công nghệ thế hệ kế tiếp của máy tính với
các giải pháp an toàn, sức mạnh, độ tin cậy và sự nhanh nhẹn. Enjoy a better
experience gaming, cloud computing or editing home videos with the best AMD
product for you. Thưởng thức một kinh nghiệm tốt hơn chơi game, điện toán
đám mây hoặc chỉnh sửa video gia đình với sản phẩm AMD tốt nhất cho bạn.
1.2.2 Các dòng CPU destop AMD
• AMD Athlon™ II X2 :

AMD Athlon™ II X2 550: 3.1GHZ, fsb 4000MHZ, 2x512 cache l2,
6 MB cache l3, socket AM3, công xuất tiêu thụ 80w, sản xuất theo công nghệ
45nm

Hình 1.20: AMD Athlon™ II X2 550

• AMD Athlon II X3 :

AMD Athlon II X3 425: 2.7GHz, FSB 2000MHz, 512mb cache l2,
socket am3+/am3, công xuất tiêu thụ 95w, sản xuất theo công nghệ 45nm.

Hình 1.21: AMD Athlon II X3 425

17


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CPU

• AMD Athlon™ II X4 :
 AMD Athlon™ II X4 620: 2.6GHz, FSB 4000MHz, 2MB cache l2,
socket am3, công xuất tiêu thụ 95w, sản xuất theo công nghệ 45nm


Hình 1.22: AMD Athlon™ II X4 620

• AMD Phenom™ II X2 :
 AMD Phenom™ II X2 240: 2.80GHz, FSB 4000MHz, 2x1mb cache
l2 socket am3, công xuất tiêu thụ 65w, sản xuất theo công nghệ 45nm

Hình 1.23: AMD Phenom™ II X2 240

• AMD Phenom™ II X3 :
 AMD Phenom™ II X3 710: 2.6GHz, FSB 4000MHz, 3x512kb cache
l2,6 mb cache l3, tiêu thụ điện năng 95w, socket am3, công nghệ sản xuất 45nm

Hình: 1.24: AMD Phenom™ II X3 710

• AMD Phenom™ II X4 :

18


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CPU


AMD Phenom™ II X4: 945 3.0GHz, FSB 4000 MHz, 2mb cache
l2,6 mb cache l3, socket AM3, công xuất tiêu thụ 125w, công nghệ sản xuất
45nm


Hình: 1.25: AMD Phenom™ II X4 945


• Athlon™ X2 Dual-Core :
 Athlon™ X2 Dual-Core 250: 3.0GHz, FSB 4000MHz, 2mb cache l2,
socket am3, công xuất tiêu thụ 65w, công nghệ sản xuất 45nm

Hình: 1.26: Athlon™ X2 Dual-Core 250

• AMD Sempron™ LE:

AMD Sempron™ LE-1250: 2.2GHz, FSB 800MHz, 512KB cache l2,
socket am2, công xuất tiêu thụ 45w, sản xuất theo công nghệ 65nm.

Hình: 1.27: AMD Sempron™ LE-1250

1.2.3 Các dòng CPU laptop AMD
• AMD Turion™ 64 X2 Mobile :

19


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CPU

 AMD Turion™ 64 X2 Mobile Technology TL-58: 1.9 GHz , 2x128KB
cache l1,512 x2KB cache l2,socket s1,sản xuất theo công nghệ 65nm,công xuất
tiêu thụ 95w.

Hình 1.28: AMD Turion™ 64 X2 Mobile Technology TL-58

• Athlon neo X2 :
 Athlon neo X2 L510: 1600MHz, 1MB cache l2, FSB:800MHz,
socket ASB1, sản xuất theo công nghệ, công xuất tiêu thụ 18w.


Hình 1.29: Athlon neo X2 L510

Bảng Giới Thiệu:
1.1.Bảng giới thiệu sản phẩm đại diện của Intel :
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Các dòng CPU destop
Intel Pentium III Katmai
Intel Pentium III XEON
Intel Pentium IV
Intel Pentium D
Intel Dual Core E6500

Intel Core 2 Duo T7300
Intel Core 2 Quad Q6600
Intel Core i3 530
Intel Core i5 750
Intel Core i7 920

Các dòng CPU laptop

Intel - Pentium III Mobile Processor
T2130
Intel Mobile Pentium 4 M 518
Intel Pentium Dual-Core Mobile
Processor T2130
Core™2 Solo Processor ULV SU3500
Intel Core 2 Duo T7300
Intel Core 2 quad Q9000
Intel Core i3 330
Intel Core i5 430M
Intel Core i7 -72QM

1.2. Bảng giới thiệu sản phẩm đại diện của AMD :

20


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CPU

STT

Các dòng CPU destop

1

AMD Athlon™ II X2 550

2

AMD Athlon II X3 425


3

AMD Athlon™ II X4 620

4

AMD Phenom™ II X2 240

5

AMD Phenom™ II X3 710

6

AMD Phenom™ II X4 945

7

AMD Athlon™ X2 DualCore 250

8

AMD Sempron™ LE-1250

Các dòng CPU laptop

9

9.1 AMD Turion™ 64 X2 Mobile

Technology TL-58

10

10.1 AMD Athlon neo X2 L510

21


CHƯƠNG 2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CPU

CHƯƠNG 2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CPU
2.1 Đặc trưng của CPU
2.1.1 Tốc độ làm việc
Tốc độ xử lý của CPU được quyết định bởi các yếu tố :
- Độ rộng Bus dữ liệu và Bus địa chỉ ( Data Bus và Add Bus )
-Tốc độ xử lý và tốc độ Bus (tốc độ dữ liệu ra vào chân) còn
gọi là FSB
- Dung lượng bộ nhớ đệm Cache
(Ngoài ra ngày nay tốc độ của CPU còn phụ thuộc vào số lượng nhân của
CPU - thật ra mỗi nhân được xem như 1 CPU).
Độ rộng của bus dữ liệu và bus địa chỉ (data bus and address bus) :
- Độ rộng Bus dữ liệu là nói tới số lượng đường truyền dữ liệu
bên trong và bên ngoài CPU
- Như ví dụ hình dưới đây thì CPU có 12 đường truyền dữ liệu
(ta gọi độ rộng Data Bus là 12 bit )

Hình 2.1: Minh họa bên trong CPU có 12 đường truyền dữ liệu gọi là Data Bus có 12 bit

Tương tự như vậy thì độ rộng Bus địa chỉ ( Add Bus ) cũng là số đường dây

truyền các thông tin về địa chỉ .

22


CHƯƠNG 2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CPU

Địa chỉ ở đây có thể là các địa chỉ của bộ nhớ RAM, địa chỉ các cổng vào ra
và các thiết bị ngoại vi v.v .. để có thể gửi hoặc nhận dữ liệu từ các thiết bị này
thì CPU phải có địa chỉ của nó và địa chỉ này được truyền đi qua các Bus địa
chỉ.
Giả sử : Nếu số đường địa chỉ là 8 đường thì CPU sẽ quản lý được 2 mũ 8 =
256 địa chỉ Hiện nay trong các CPU Pentium 4 có 64 bít địa chỉ và như vậy
chúng quản lý được 2 mũ 64 địa chỉ nhớ. Ngoài ra còn có nhiều công nghệ làm
tăng tốc độ xử lý của CPU. Ví dụ công nghệ Core hay Nehalem.
2.1.2 Tốc độ xử lý và tốc độ Bus của CPU
2.1.2.1 Tốc độ xử lý của CPU ( Speed ) :
- Là tốc độ chạy bên trong của CPU, tốc độ này được tính MHz hoặc GHz
- Thí dụ một CPU Pentium 3 có tốc độ 800MHz tức là nó dao động ở tần số
800.000.000 Hz , CPU pentium 4 có tốc độ 2,4GHz tức là nó dao động ở tần
số 2.400.000.000 Hz .
2.1.2.1 Tốc độ Bus của CPU ( FSB ) :
- Là tốc độ dữ liệu ra vào các chân của CPU - còn gọi là Bus phía trước :
Front Site Bus ( FSB ).
Thông thường tốc độ xử lý của CPU thường nhanh gấp nhiều lần tốc độ Bus
của nó, dưới đây là thí dụ minh hoạ về hai tốc độ này :

Hình 2.2: Minh họa về tốc độ xử lý (CPU speed) và tốc độ Bus (FSB) của CPU

23



CHƯƠNG 2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CPU

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 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 mới nhất là 32nm.
Hiện nay CPU phổ biến là Duo-Core (2 nhân), Quad-Core (4 nhân). Quý 2
năm 2010 Intel và AMD ra mắt CPU Six-Core (6 nhân).
2.1.3 Đơn vị giao tiếp (BUS)
2.1.3.1 Hàng đợi lệnh (Instruction Queue):
Trong khi EU đang giải mã hay thi hành một lệnh không cần sử dụng các hệ
thống BUS, BIU sẽ đưa vào sáu bytes lệnh tiếp theo. BIU chứa các byte này
trong một thanh ghi FIFO (First - In - First - Out) gọi là hàng đợi. Khi EU đã sẵn
sàng cho lệnh tiếp theo, nó sẽ chỉ cần đọc các byte lệnh trong hàng đợi của BIU.
Việc này làm tăng tốc độ của hệ thống, và kỹ thuật này được gọi là pipelining.
2.1.3.2 Các thanh ghi đoạn (Segment Register):
Gồm bốn thanh ghi CS, DS, ES, SS, dùng để chứa địa chỉ đoạn. Bộ nhớ trong
1MB của CPU 8088 được chia thành các đoạn, mỗi đoạn chứa tối đa 64 KB, ở
mỗi thời điểm CPU chỉ có thể truy xuất tối đa 4 đoạn được xác định bởi 4 thanh
ghi CS, DS, ES và SS. Cụ thể:



Thanh ghi CS (Code Segment): dùng để chứa địa chỉ đoạn của đoạn chứa mã



Thanh ghi DS (Data Segment): dùng để chứa địa chỉ đoạn của đoạn chứa dữ

lệnh.
liệu.

24


CHƯƠNG 2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CPU

Thanh ghi ES (Extra Segment): dùng để chứa địa chỉ đoạn của đoạn chứa
dữ liệu bổ sung.


Thanh ghi đoạn SS (Stack Segment): dùng để chứa địa chỉ đoạn của đoạn
chứa Stack.


2.1.3.3 Con trỏ lệnh IP (Instruction Pointer):
Dùng để xác định địa chỉ offset của ô nhớ chứa mã lệnh của lệnh kế tiếp sẽ
được CPU thi hành (ô nhớ này nằm trong đoạn được xác định bởi thanh ghi CS).
Khi CPU thực hiện một lệnh, thanh ghi IP sẽ tự động thay đổi để chỉ đến địa
chỉ offset của ô nhớ chứa lệnh sẽ được CPU thi hành kế tiếp.
2.1.4 BUS địa chỉ (Address BUS)
BUS địa chỉ là dụng cụ để CPU có thể xác định và nhận ra vị trí của các thiết
bị trong hệ thống. Các thiết bị này có thể là các ô nhớ, các cổng giao tiếp. Số

lượng đường dây trên BUS địa chỉ phụ thuộc vào từng loại VXL, có thể là 16,
20 hay nhiều hơn. Với bộ VXL 8086/8088 thì BUS địa chỉ có 20 đường dây ký
hiệu từ A0 -> A19 , như vậy có 220 vị trí địa chỉ có thể phân biệt đượ
2.1.5 BUS dữ liệu (Data BUS)
BUS dữ liệu (Data BUS) dùng để chuyển thông tin (gồm cả dữ liệu và lệnh)
giữa bộ VXL với các thiết bị khác trong hệ thống.
Quá trình chuyển thông tin từ bộ VXL đến các thiết bị khác trong hệ thống
(có thể là bộ nhớ hay các thiết bị ngoại vi) được gọi là thao tác ghi (Write
Operation), ngược lại quá trình nhận số liệu vào bộ VXL từ các thiết bị ngoại vi
được gọi là thao tác đọc (Read Operation). Như vậy BUS dữ liệu vừa phải thu
và phát thông tin nên nó là BUS hai chiều (Bidirectional BUS). Tất nhiên không
thể thu phát đồng thời cùng một lúc được.
Bộ VXL Intel 8088 có điểm khác nhau quan trọng với 8086 là nó chỉ có BUS
dữ liệu 8 bít thay vì 16 bít. Ðặc biệt trong họ VXL Intel (80X86), đều sử dụng
kỹthuật Multiplex các đường dây của BUS địa chỉ và dữ liệu. Cụ thể đó là quá
trình dùng chung các đường dây (các chân ra) nhưng lúc thì làm việc này, lúc thì
làm việc khác, tức là thực hiện các công việc khác nhau trong các thời gian khác

25