Hệ Điều hành Đề tài nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý intel core 2 duo

Tên lớp: 20222IT6067002 Khoa:16 Tén nhom: 4 Ho tén thanh vién cua nhom: - Nguyễn Quốc Cường - Nguyễn Xuân Bách - Nguyễn Minh Đức - Nguyễn Thành Đạt - Phan Anh Thắng Tên chủ đẻ: Nghiên c

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN TỬ

HANOI! UNIVERSITY OF INDUSTR'

MÔN HỌC: KIÊN TRÚC MÁY TÍNH VÀ

HE DIEU HANH

Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thé hệ vỉ xử lý

Intel Core 2 Duo

Lớp : 20222IT6067002

Nhóm sinh viên thực hiện : Nhóm 4

I.Nguyễn Xuân Bách-2021607106

2.Phan Anh Thắng - 2021601236

3.Nguyễn Quốc Cường-2021604833

4.Nguyễn Minh Dirc-2021605413

5, Nguyén Thanh Dat-2021607739

Giảng viên hướng dẫn =: NGUYEN THANH HAI

Hà Nội, 6 - 2023

PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM

L Thong tin chung

1 Tên lớp: 20222IT6067002

2 Tên nhóm: 4

Họ và tên thành viên trong nhóm:

-Nguyễn Xuân Bách

-Nguyễn Quốc Cường

-Nguyễn Minh Đức

-Nguyễn Thành Đạt

-Phan Anh Thắng

II Noi dung hoc tập

1 Tên chủ đề: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core 2 Duo

2 Hoạt động của sinh viên

-_ Hoạt động/Nội dung I: Lịch sử phát triển của vi xử lý Core 2 Duo, giới thiệu tông quát: hoàn cảnh ra đời của vi xử lý Core 2 Duo, đặc trưng công nghệ chung của VXL Core 2 Duo

- Hoạt động/Nội dung 2 Đặc trưng công nghệ chỉ tiết của từng loại biến thê (version) của vi xử lý Core 2 Duo (nội dung trọng tâm)

- Hoat déng/N6i dung 3: Kết luận và nhận xét chung về Core 2 Duo

3 Sản phẩm nghiên cửu: Bản báo cáo theo đúng mẫu

II Nhiệm vụ học tập

1 Hoàn thành báo cáo bài tập lớn theo đúng thời gian quy định (từ ngày 2l tháng 03 năm 2023 đến 31 tháng 05 năm 2023

2 Báo cáo sản phầm nghiên cứu được giao trước giảng viên và các sinh viên khác

IV Học liệu sử dung cho bai tập lớn

1 Tài liệu học tập:

- _ Nguyễn Thanh Hải, Giáo trình Nguyên lý hệ điều hành, 2016

- Abraham Silberschatz, Galvin, Gagne, Operating System Concepts 8” edition

- Tai liéu dién tr trén internet

KE HOACH THUC HIEN BAI TAP LON

Tên lớp: 20222IT6067002 Khoa:16

Tén nhom: 4

Ho tén thanh vién cua nhom:

- Nguyễn Quốc Cường

- Nguyễn Xuân Bách

- Nguyễn Minh Đức

- Nguyễn Thành Đạt

- Phan Anh Thắng

Tên chủ đẻ: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core 2 Duo

Tuân Người thực hiện | Nội dung công Phương pháp

việc thực hiện

3 Nguyễn Thành Đạt | Phân chia công Họp qua zoom

việc cho các thành

viên 4-10 Nguyên Minh Đức | Hoàn cảnh ra đời | Tham khảo tài liệu

Phan Anh Thắng của vi xử lý Core 2 | trên Internet và các

Duo giáo trình liên quan

4-10 Nguyễn Thành Đạt | Đặc trưng công Tham khảo tài liệu

nghệ chung của vi | trên Internet và các

xử lý Core 2 Duo | giáo trỉnh liên quan

4-10 Nguyễn Xuân Tim hieu về Tham khao tai liéu

Bach version Yonah trén Internet va cac

giáo trình liên quan 4-10 Nguyên Quôc Tìm hiệu về Tham khảo tài liệu

Cường version Merom trên Internet và các

giáo trình liên quan

10-13 Cả nhóm Tổng hợp nội Họp qua zoom

dung, hoàn thiện

bài tập lớn ,m báo

cáo

MỤC LỤC

Ngày 25 tháng 05 năm 2023

Giảng viên Nguyễn Thanh Hải

PHAN I Giới thiệu hoàn cảnh ra đời của vi xử lý Core 2 Duo -

1.1 Xuất xứ và lịch sử phát triển «5 - =c- << < << s<¿ 1

1.2 Một số thông số của Merom -e << << << c«e 3

PHÂN 2 Đặc trưng công nghệ chung của vi xử lý Core 2 Duo .4

2.1 Sơ d6 kin tric Core.sssssssssssssssssssesnssseeseesessssssssssansssssssseeessesesssssunsceesesssonsessessseeseeees 4

2.2 Câu tạo phần cứng CPU( Core 2 D0) SG G0 0 mg sàng va 8 PHAN 3 Đặc trưng công nghệ chỉ tiết của từng loại biến thế (version) của vỉ xử lý

Core 2 Duo sec cc c0 c1 2s S5 5536 11

3.1 Tim hiéu vé version Yonah

3.1.1 Giới thiệu - «5 -Ă {kh vế 11

3.1.2 Thông sô kỹ thuật - -.< «se 215513 2x6+ 13

3.2 Tìm hiêu về version Merom

3.2.1 Merom co c con con n9 SH HS nh ni n em 16

3.2.2 Merom XXE con non SH mm SH 1 ni n1 Su, 17

3.2.3 Merom - 2ÌM co n0 n1 n mm n1 nÝ me 17

3.2.4 Merom - ÌU -<c nSn n S0 1 S11 Sen 17

PHÂN 4 Nhận xét chung về Core 2 Dụo «55s «5< 5s sec s3 s<ee 18

PHAN 1 : Gidi thiéu hoàn cảnh ra đời của vi xử lý Core 2 Duo

1.1 Xuất xứ và lịch sử phát triển

Nến vi xử lý thê hệ mới của Intel (Core 2 Duo) chính thức được hãng này công bô toàn cầu hôm 28/7/2006 với 10 loại chip cho máy tính đề bàn và xách tay Tích hợp 291 triệu bóng bán dẫn, tiêu thụ điện năng ít hơn 40%, dòng chip được mong đợi từ lâu nay có

sự hỗ trợ của hơn 550 thiết kế hệ thống - lớn nhất trong lịch sử của Intel

Vào tháng | nam 2006 AMD chinh thuc tung ra thị trường thế hệ CPU K8 sử dụng socket AM2 (socket AM2 có 940 chân) Thế hệ CPU K8 này hỗ trợ Ram DDR2 và có thêm một số tính năng và công nghệ mới như: công nghệ máy tính ảo AMD virtualiation, céng nghé “ Integrated Memory Controller ” giúp bảo đảm độ trễ ngắn trong quá trình CPU xử lý đữ liệu Thời điểm đó vi sử lý K§ của AMD được xem là bộ xử lý với giải

pháp tiên bộ nhất, hiển nhiên AMD hơn hẳn Intel về nhiều mặt : ít nhất là về mặt công

nghệ Intel còn tỏ ra lạc hậu hơn so với AMID

Trước năm 2006 Intel vẫn còn đang sử dụng kiến trúc NetBurst với thế hệ Pentium 4

chạy với tốc độ I.5Ghz trên nền Socket 423 chân Tuy nhiên Intel đã đưa ra một chiến

lược công nghệ mới cho riêng mình: công nghệ Duo Core (công nghệ 2 nhân) có tích hợp thêm công nghệ Hyper Threarding ( Công nghệ Siêu phân luồng ) đã ra đời vào năm

2002 Tiêu biểu với sản phẩm Core Duo (được biết đến với tên mã là Yonah), Core Duo

là một tên thương mại cho Pentium M processor có hai lõi xử lý và được sản xuất đưới công nghệ 90 nm

Voi su ra doi cua céng nghé Duo Core vi thế của Intel đã được lấy lại nhanh chóng

Không chỉ dừng lại ở đó Intel đã cho ra đời thể hệ lõi kép thử hai với sản phẩm tiêu biểu

là Core 2 Duo Core 2 Duo là tên thương mại cho bộ vị xử lý có tên mã là Merom (cho

các máy laptop) hoặc Conroe (cho các máy desktop), sử dụng kiến trúc mới lõi siêu nhỏ

Ý tưởng và nền tảng cho Merom bắt đầu từ Banias, tên mã của chip Pentium M đầu

tiên Sau đó, Dothan được giới thiệu là phiên bán Banias 90 nm Thang | nam 2002 chip

Yonah (Core Duo) 65 nm ra đời và đến tháng 3 thì được quảng bá rộng rãi như vi xử lý lõi đôi đầu tiên cho nền di động của Intel

Thực ra đây là kiến trúc tương tự như kiến trúc siêu nhỏ được sử dung trong Pentium

Mnhưng có thêm nhiều tính năng mới được bỗ sung, như hỗ tro SIMD instructions, cong nghệ Virtualization Technology cho phép chạy cùng lúc nhiều HĐH, tăng cường bảo vệ

hệ thống trước sự tấn công của virus (Execute Disable Bit), tối ưu tốc độ vi xử lý nhằm tiết kiệm điện năng (Enhanced Intel SpeedStep Technology), quản lý máy tính từ xa (Intel Active Management Technology)

intel)

Q Ofe 2 Quo

Các chip mới có 291 triệu bóng bán dẫn, 2 lõi dùng bộ nhớ đệm L2 cache (4 MB cho Core 2 Duo E6000 và T7000; 2 MB cho T5000 và phiên bản E4000) Trong tổ hợp

"Core": Woodcrest (Xeon 5100) va 2 chip Core 2 Duo Merom va Conroe thi Merom cung cấp nên tang céng nghé cho Conroe va Woodcrest

Core 2 Duo có các dạng sản phâm E6000 (trước đây mang tên ma Conroe) danh cho máy tính đề bàn và đòng T5000/T7000 (tên mã trước đây là "Merom") đành cho máy

xách tay Chữ "E”" biểu thị mức tiêu thụ nang luong 50 watt va cao hon (dong chip chủ đạo E6000 thuộc nhóm tiêu thụ 65 watt); chit "T" duoc ding cho các chịp tiêu thụ từ 25

dén 49 watt

Core 2 Duo véi tén ma Conroe co 291 triéu transistor, bộ nhớ đệm L2 4 MB, bus hệ thông 1066 MHz, socket 775LGA Một số BXL thuộc dòng này:E6600 (2,4 GHz), E6700 (2,66 GHz)

Core 2 Duo v6i tén ma Allendale (hay Conroe-L) E6300 (1,86 GHz), E6400 (2,13 GHz) có 167 triệu transistor, bộ nhớ đệm L2 2MB, bus hệ thống 1066 MHz, socket 775LGA Riêng E4300 (1,8 GHz) xuất hiện năm 2007 có bộ nhớ đệm L2 2 MB, bus 800 MHz, khéng hé tro Virtualization Technology

Core 2 Duo tên mã Merom đành cho MTXT có công suất tiêu thụ chuẩn TDP là 35W

và gây ân tượng sâu sắc với công suất 5W khi chay kiéu ULV (Ultra Low Voltage) Intel

tuyên bố bộ vi xử lí mới Core 2 của họ chạy nhanh hơn 20% khi cùng với mức tiêu thụ điện năng so với bộ vị xử lí Core Duo

1.2 Một số thông số của Merom:

- Công nghệ sản xuất: 6n

- Kích thước nhân: 143 mm2

- Transistors: 291 triệu

- Tóc độ xung nhịp: 1.06GHz- 2.4GHz

- FSB: 533MHz- 800MHz

- B6 nhé Cache L1: 32KB + 32 KB

- B6 nho cache L2: 2 MB- 4MB shared

- S6 tang Pipline: 14

- SỐ bộ Decode: 1 Complex + 3 Simple

- Tốc độ giải mã nhanh nhất : 4 + 1

*Các thông số chính Intel®CoreTM Dou Processor

-Kiéu chan: Soket LGA775

- San xudt dua trén xte ly 65nm

- Tốc độ xử lý từ 1,SGH: đến >=3,16GHz

- Bộ nhớ Cache L1 cho lệnh 32KB và dữ liệu 32KB cho mỗi loi

- Cache L2 từ 2X4B đến 6MB dung chung cho 2 cá nhân

- Tuong thich voi Memory la DDR2

- Chiset hé tro la Intel 945GC, 945GT, 946GZ, 0963, 0965, P965, G965

- Tap lénh MMX, SSE, SSE2, SSE3

- HỖ tro céng nghé Intel Virtualization (trie Core 2 Duo E4300)

- Hé tro céng nghé Intel EM64T

-H6 tro Excute Disable Bit

- Kha nding quan li nguon thong minh- Intelligent Power Capability

- Hé tro céng nghé Enhanced SpeedStep

PHAN 2: Đặc trưng công nghệ chung của vỉ xử lý Core 2 Duo

2.1 Sơ đồ kiến trúc Core

Đề hiểu về các vi cầu trúc Core chúng ta trở về lịch sử các dòng Core của Intel ,đòng Core 2 nhân đầu tiên của Intel là Duo Core(ở đây chúng tôi chỉ đê cập đến dòng 2 nhân trở lên) Nó có 2 CPU thật, hoàn chỉnh bên trong | con chip Core Duo duoc san xuất bằng công nghệ 65nm (tên mã là Yonah) Core Duo dùng kiến trúc lõi siêu nhỏ gần giống với Pentium nhưng được bồ sung thêm nhiều tính năng mới Bộ nhớ đệm cấp 2 (Cache L2) của Core Duo được chia đều cho mỗi nhân Nghĩa là nếu Cache L2 là 2 MB thì nhân

1 và nhân 2 được sử dụng tối đa là I MB dù dư dù thiếu ,chính vì điều này giải thích vì

sao dòng Duo Core hao tốn điện năng và tốc độ

Khắc phục nhược điểm của dòng Duo Core Intel cho ra đòi dòng Core 2 Duo Core

2 Duo ngoài những tính năng mới thì cải tiến tiêu biêu nhất là việc Share dung lượng Cache L2 của 2 nhân Nghĩa là néu Cache L2 là 2 MB thì nhân 1 không phải dùng cô định

1 MB nữa mà nếu có thiếu thi lấy phần dung lượng dư của nhân 2 dùng tiếp (điều này đối với Core Duo là không thể) nên việc xử lý sẽ nhanh hơn (vì khi Core Duo xải hết I MB L2 Cache mà vẫn còn thiếu thì sẽ truy xuất vào RAM để lấy dữ liệu, mà RAM thì có tốc

độ truy xuất chậm hơn Cache L2) Các bộ vị xử lý Core 2 Duo từ E7200 trở về sau đã

được sản xuất theo công nghệ 45nm

Cau tric Core 2 Duo

Như vậy vi câu trúc Core duoc hiệu theo cách nôm na là sư cải tiên về mặt sô lượng

nhan va cache

Kiến trúc Core có 5 cổng gửi đi nhưng ba trong số chúng được sử dụng cho việc gửi các chỉ lệnh nối micro-ops đến các khối thựcthi Điều đó có nghĩa rằng các CPU đang sử

dụng kiến trúc Core đó có thể gin ba địa chỉ lệnh micro-ops đến khối thực thi trên một

chu ky clock

Kiến trúc Core cung cấp một FPU mở rộng và một IEU mở rộng (ALU) khi chúng ta mang ra so với kiến trúc Pentium M Điều này có nghĩa rằng kiến trúc Core có thể xử lý đến ba chỉ lệnh số nguyên trên một chu kỳ clock,trong khi Pentium M chỉ có hai

Sơ đồ khối chính của các khối thực thi trong kiến trúc Core:

Reservation Station (RS) (“schedulers”)

Port 0 Port 1 Port 2 Port 3 Port 4 |

su (or FPmov) (or FPmov)

* FPmov

e JEU: Instruction Execution Unit la nơi các chỉ lệnh được thực thi Khối này cũng

được biết dén la khéi ALU (Arithmetic and Logic Unit) Các chỉ lệnh thông thường

cũng được biết là các chi lệnh số nguyên

e JEU: Jump Execution Unit xử lý rẽ nhánh và cũng được biết đến với tên Branch Unit

e FPU:Floating-Point Unit Khối nay chịu trách nhiệm cho việc thực thì các biểu

thức toán học foating-pomt và cũng cả các chỉ lệnh MMIX và SSE Trong CPU này,

các FPU không “hoàn thiện” vì một số kiểu chỉ lệnh(FPmov, FPadd và FPmul) chi

được thực thị trên các FPU nào đó:

& IFPadd: Chí có FPU này mới có thể xử lý các chỉ lệnh cộng floating-point như ADDPS

& FPmul: Chỉ có FPU này mới có thể xử lý các chỉ lệnh nhân floating-point

như MULPS

8 FPmov:Các chỉ lệnh cho việc nạp hoặc copy một thanh ghi FPU, như

MOVAPS (đượcdùng để truyền tải đữ liệu đến thanh ghi SSE 128-bit

XMM) Kiéu chilénh nay có thể được thực thi trên các FPU, nhưng chỉ trên

các FPU thửhai và thứ ba nếu các chỉ lệnh Fpadd hay Fpmul không có trongReservation Station

© Load: khối này dùng để xử lý các chỉ lệnh yêu cầu đữ liệu được đọc từ bộ nhớ RAM

¢ Store Data: Khéi này xử lý các chỉ lệnh yêu cầu dữ liệu được ghi vào bộ nhớ RAM

Front-End Cluster

'

¡| Cache

Ls 4

'

EEAE—] Ga

† Integer Execution Cluster Scien emnae a ams :

Bus Cluster

FP/SIMD execution cluster

2.2 Câu tạo phần cứng CPU( Core 2 Duo)

totem” Fast

<r sọc Teche

.-mm SSE Tec hnolog y

thông trên chúng ta có thê thay rang vi sử lý Core 2 Duo_ bao gồm ba thành phần chính đó là: