Các công nghệ CPU hiện đại

Các công nghệ CPU hiện đại tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực k...

CÁC CÔNG NGH CPU HI N ệ ệ Đ Iạ GVHD: Th.S Hu nh H u Thu nỳ ữ ậ SVTH: Nguy n Công Minh 0520043ễ Phan Tr ng Hi n 0520015ọ ể 1 M C L Cụ ụ  1. T ng quan v CPUổ ề  1.1 Khái ni m và c u t oệ ấ ạ  1.2 So sánh CPU và MCU  2. Các công ngh CPU hi n đ iệ ệ ạ  2.1 Tóm t t l ch s phát tri nắ ị ử ể  2.2 Intel CPU  2.2.1 Processor Pentium III  2.2.2 Processor Pentium IV  2.2.3 Processor Celeron  2.2.4 Processor 64bit – Ki n trúc Netburstế  2.2.5 Processor 64 bit – Ki n trúc Coreế  2.3 AMD CPU 2 1. T NG QUAN V CPUổ ề 3 1.1 KHÁI NI M VÀ C U T Oệ ấ ạ 4 S đ kh i c a m t h th ng máy tínhơ ồ ố ủ ộ ệ ố  CPU vi t t t c a ch Central Processing Unit, ế ắ ủ ữ t m d ch là đ n v x lí trung tâm. Có th đ c ạ ị ơ ị ử ể ượ xem nh não b , m t trong nh ng ph n t c t ư ộ ộ ữ ầ ử ố lõi nh t c a h th ng máy vi tínhấ ủ ệ ố  Th c ch t là m t ự ấ ộ m ch tích h p đi n t thu nh , ạ ợ ệ ử ỏ ch u trách nhi m v m i ho t đ ng c a máy ị ệ ề ọ ạ ộ ủ tính, x lý các ch ng trình vi tính và d li u ử ươ ữ ệ t ừ lúc kh i đ ng cho đ n khi t t máyở ộ ế ắ 5 6 CPU có 3 kh i chính là:ố - B đi u khi n ( Control Unit )ộ ề ể : là các vi x lí có nhi m v thông d ch các l nh ử ệ ụ ị ệ c a ch ng trình và đi u khi n ho t đ ng x lí,đ c đi u ti t chính xác b i xung ủ ươ ề ể ạ ộ ử ượ ề ế ở nh p đ ng h hị ồ ồ ệ th ngố - B s h c-logic (ALU-Arithmetic Logic Unit)ộ ố ọ : th c hi n các l nh c a đ n v ự ệ ệ ủ ơ ị đi u khi n và x lý tín hi u. Theo tên g i,ề ể ử ệ ọ đ n v này dùng đ th c hi n các phép ơ ị ể ự ệ tính s h cố ọ ( +,-,*,/ ) hay các phép tính logic (so sánh l n h n,ớ ơ nh h n…) ỏ ơ - Thanh ghi ( Register): có nhi m v ghi mã l nh tr c khi x lý và ghi k t qu ệ ụ ệ ướ ử ế ả sau khi x lýử CPU Block Diagram H TH NG C P B C TRUY C P ệ ố ấ ậ ậ B NHộ ớ 7 CÁC Y U T TÁC Đ NG Đ N HI U ế ố ộ ế ệ SU T HO T Đ NG C A CPUấ ạ ộ ủ  T c đ x lý và t c đ Bus ( t c đ d li u ra vào ố ộ ử ố ộ ố ộ ữ ệ chân ) còn g i là FSBọ  Đ r ng Bus d li u và Bus đ a chộ ộ ữ ệ ị ỉ  Dung l ng b nh đ m Cache (L1, L2, L3)ượ ộ ớ ệ  T p l nh mà nó h tr (MMX, 3DNow!, SSE, EM64T, ậ ệ ỗ ợ Intel Virtualization Technology, AMD-V, …)  Công ngh ch t o, là kích th c nh nh t c a m t ệ ế ạ ướ ỏ ấ ủ ộ c u ki n có th đ c s n xu t và đ nh hình trên đĩa ấ ệ ể ượ ả ấ ị bán d n (45nm, 65nm, …)ẫ  S nhân mà nó đ c tích h p (dual core, quad core, ố ượ ợ tripple core, …)  Ho t đ ng trên n n t ng c a HĐH và ph n m m đã ạ ộ ề ả ủ ầ ề đ c thi t k t i u cho CPUượ ế ế ố ư 8 9 Các dòng CPU c a Intel và AMD theo ki n trúc x86ủ ế QUY TRÌ NH CH T O CPUế ạ  Thiết kế: Đây là bước các kiến trúc sư thiết kế chip, nghĩa là cách nó sẽ làm việc như thế nào.  Chế tạo đế sản xuất (wafer): Đây là quá trình chính trong việc sản xuất chip  Chuẩn bị kiến khuôn rập: Bước này cơ bản gồm việc cắt các chip từ wafer  Đóng gói: Trong bước này, các thiết bị đầu cuối và phần chính được bổ sung vào chip  Kiểm tra: CPU được kiểm tra trước khi đem đi bán 10 [...]... EM64T) đầu tiên được Intel sử dụng trong BXL P4 Prescott (tên  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 việc nhằm tiết  kiệm điện năng.   Các BXL 6x2 có thêm công nghệ ảo hóa (Virtualization  Technology). Prescott 2M có một số tốc độ như P4 HT 2.8 GHz ,3.0 ... 15 Phân loại CPU theo đế cắm (socket) Phân loại CPU theo công nghệ chế  tạo 16 17 Các mốc lịch sử phát triển quan trọng gần đây 2.2 INTEL CPU  2.2.1 Processor Pentium III :  A – Giới thiệu : bổ sung 70 lệnh mới (Streaming SIMD  Extensions ­ SSE) giúp tăng hiệu suất hoạt động của BXL  trong các tác vụ xử lý hình ảnh, audio, video và nhận dạng  giọng nói  B – Các loại Pentium II: gồm các tên mã Katmai, Coppermine ... Cấp 5 CPU Cấp ngôn ngữ hướng vấn đề Dịch (compiler) Cấp 4 Cấp ngôn ngữ hợp dịch Dịch (assembler) Cấp 3 Cấp máy hệ điều hành Dịch một phần Cấp 2 Cấp máy quy ước Phiên dịch (hoặc thực thi trực tiếp) MCU Cấp 1 Cấp vi lập trình Vi chương trình chạy trên phần cứng Cấp 0 Cấp logic số Các cấp lập trình trên máy tính số 12 2. CÁC CÔNG NGHệ CPU HIệN ĐạI 13 2.1 TÓM TắT LịCH Sử PHÁT TRIểN 14 Phân loại CPU theo mốc thời gian phát triển... mới so với các BXL cũ (PII, PIII và Celeron sử dụng vi kiến trúc  P6).   Công nghệ nổi bật được áp dụng trong vi kiến trúc NetBurst như  Hyper Pipelined Technology mở rộng số hàng lệnh xử lý,  Execution Trace Cache tránh tình trạng lệnh bị chậm trễ khi  chuyển từ bộ nhớ đến CPU,  Rapid Execution Engine tăng tốc bộ  đồng xử lý toán học, bus hệ thống (system bus) 400 MHz và 533  MHz   Các công nghệ Advanced Transfer Cache, Advanced Dynamic ... -Support:DDRAM 333 Mhz -Hỗ trợ công nghệ siêu phân luồng.(Hyper- ThreadingTechnology) -Support HDD Ultra ATA 100~133 -Support AGP 4X -Cache:512K -Support:DDRAM 266~400 Mhz -Hỗ trợ công nghệ siêu phân luồng.(Hyper- ThreadingTechnology) -Support HDD Ultra ATA 100~133 & SATA(Serial ATA) 150 Mhz -Support AGP 8X -Cache:512K -Support:RDRAM 800 Mhz 24 Sơ đồ điều khiển các thiết bị và hiển thị các thông số kỹ thuật của họ Chipset Intel 845... -Support:DDRAM 266 Mhz -Hỗ trợ công nghệ siêu phân luồng.(Hyper- ThreadingTechnology) -Support HDD Ultra ATA 100~133 -Support AGP 4X 23 Intel 845GE,Intel 845PE Intel 848 Intel 850 Hầu hết các loại chipset Intel 848 đều có tốc độ Bus từ 533~800 Mhz và hỗ trợ cho việc điều khiển cũng như kết nối các thiết bị phần cứng như:kết nối Intel 848 mạng LAN, điều khiển sound card, card AGP… Hầu hết các loại chipset Intel... B – Các loại Pentium II: gồm các tên mã Katmai, Coppermine  và Tualatin 18 Gia đình bộ xử lý Pentium 3 CÁC THÔNG Số Kỹ THUậT  Tốc độ CPU từ 500 MHz đến 1.300 MHz    Tốc độ Bus ( FSB ) 100 MHz và 133 MHz    Bộ nhớ Cache từ 256K­ 512K    Năm sản xuất : 1999 ­2000    Đế cắm trên Mainboard là Socket 370  Đế cắm CPU ­ Socket 370 trên các Mainboard Pentium  3 19 2.2.2 PROCESSOR PENTIUM IV :  A – Các loại Pentium IV :   Intel Pentium 4 là BXL thế hệ thứ 7 dòng x86 phổ thông, (năm ...     ­ Các lọai Chipset Pentium IV sử dụng  Mainboard có Socket 423, 478 hoặc 775 và có Bus  từ 400~800 Mhz ­ Tùy theo mỗi loại mà có hỗ trợ(Support) công nghệ siêu phân luồng (Hyper­Threading  Technology) hay không  22 Đặc tính từng họ Chipset Họ Chipset Intel 845 Đặc tính chung Hầu hết các loại chipset Intel 845 đều có tốc độ Bus từ 400~533 Mhz và hỗ trợ cho việc điều khiển cũng như kết nối các thiết...  Mỗi nhân có thể xử lý đồng thời 4 hàng lệnh 34 INTELLIGENT POWER  CAPABILITY  Để đánh giá hiệu quả hệ thống điện toán hiện tại là  chỉ số hiệu năng/điện năng tiêu thụ. Điều này có nghĩa  chỉ cần giảm lượng điện năng tiêu thụ là đã tăng độ  hiệu quả hệ thống. Vỉ vậy Intel Core thiết kế Intel  Intelligent Power Capability để tiết kiệm điện năng  Công nghệ hiện đại đã cho phép Intel thiết kế cơ chế  tắt mở cổng luận lý theo yêu cầu. Kiến trúc Core có ... được trang bị tập lệnh mở rộng EMT64 hỗ trợ đánh địa  chỉ nhớ 64 bit, công nghệ Enhanced SpeedStep (830, 840).  Một số BXL thuộc dòng này như Pentium D 805 (2,66  GHz), 820 (2,8 GHz), 830 (3,0 GHz), 840 (3,2 GHz) 28  2.2.4.3 Pentium Extreme Edition (2005)  BXL lõi kép dành cho game thủ và người dùng cao cấp Pentium EE sử dụng nhân Smithfield, Presler của Pentium D trong đó Smithfield sử dụng công nghệ 90nm, bộ nhớ đệm L2 được mở rộng