Giáo trình kiến trúc máy tính

Hệ thống bao gồm 3 nhĩm bus : CPU BỘ NHỚ TRONG GHÉP NỐI VÀO GHÉP NỐI RA BUS HỆ THỐNG bus A, bus D, bus C THIẾT BỊ RA THIỆT BỊ VÀO CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI... Tương tự như với thiết bị ngoại

MỤC LỤC

1.1 Kiến trúc máy tính 8

1.1.1 Cấu trúc chung 8

1.1.2 Nguyên lý hoạt động chung 9

1.1.3 Quá trình làm việc CPU với thiết bị ngoại vi/bộ nhớ 9

1.2 Cấu trúc MainBoard 11

1.2.1 Vi xử lý 11

1.2.2 Bộ nhớ chính 11

1.2.3 Chip cầu nối hạ tốc độ 11

1.2.4 Bộ nhớ đệm Cache 12

1.2.5 Bộ nhớ ROM BIOS 12

1.2.6 RAM CMOS 12

1.2.7 Chip I/O 13

1.3 Cấu trúc chung bộ vi xử lý 13

1.3.1 Sơ đồ khối của VXL 13

1.3.2 Nguyên lý làm việc 13

BÀI 2 BUS MỞ RỘNG (EXPANTION BUS) 14 2.1 ISA (Industry Standard Architecture) 15

2.2 PCI (Peripheral Component Interconect) 15

2.3 AGP (Accelerate Graphic Port) 15

2.4 PCI Express 16

BÀI 3 BO MẠCH CHỦ (MAINBOARD) 18 3.1 Sơ đồ khối của mainboard 18

3.2 Chức năng MainBoard 19

3.3 Nguyên lý hoạt động của Mainboard 19

3.4 Các thành phần trên MainBoard 20

3.4.1 Chipset MCH, ICH 21

3.4.2 Đế cắm CPU 21

3.4.3 Khe cắm bộ nhớ RAM 23

3.4.4 Khe cắm mở rộng 24

3.4.5 ROM BIOS 25

3.4.6 Các Cổng I/O 25

3.4.7 Đầu cắm nguồn 26

3.5 Một số công nghệ 26

3.5.1 Dual BIOS 26

3.5.2 Dual VGA 26

3.5.3 Dual chanel DDR 26

3.5.4 RAID (Redundant Array of Independent Disks) .27

BÀI 4 BỘ NHỚ (MEMORY) 31 4.1 Khái niệm 31

4.2 Bộ nhớ chính 31

4.2.1 ROM (Read Only Memory) 31

4.2.2 RAM (Random Access Memory) 31

4.3 Các loại bộ nhớ khác 32

4.3.1 Cache 32

4.3.2 Bộ nhớ Shadow 32

4.4 Các kiểu cấu tạo bộ nhớ 32

4.4.1 SIMM (Single In-line Memory Modul): 32

4.4.2 DIMM (Dual In-line Memory Modul): 33

4.4.3 Card nhớ 35

BÀI 5 BỘ VI XỬ LÝ (PROCESSOR) 36 5.1 Sơ lược sự phát triển 36

5.2 Đặc điểm một số loại Chip VXL: 36

5.3 Các thông số kỹ thuật 41

5.3.1 Xung nhịp (Clock) 41

5.3.2 Băng thông giao tiếp (FSB: Front Side Bus) 41

5.3.3 Bộ nhớ đệm (Cache) 41

5.3.4 Công nghệ sản xuất (Micros) 41

5.3.5 Tập lệnh 42

5.4 Các loại đế cắm của CPU 43

BÀI 6 CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI 45 6.1 Màn hình CRT (Cathode Ray Tube) 45

6.2 Màn hình CRT màu 45

6.3 Màn hình LCD (Liquid Crystal Display) 47

6.3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 48

6.4 Màn hình PLASMA 50

6.4.1 Plasma và sự phóng điện phát quang 50

6.4.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 51

6.5 Máy in Laser (Laser printer) 56

6.5.1 Nguyên tắc chung 56

6.5.2 Cấu tạo 57

6.5.3 Hoạt động 58

6.5.4 Đặc điểm 59

6.6 Máy in phun (Inkjet printer) 59

6.6.1 Máy in phun bong bóng nhiệt 60

6.6.2 Máy in phun áp điện 60

6.6.3 Đặc điểm : 61

6.7 Chuột cơ (mechanical mouse) 61

6.8 Chuột quang (Optic mouse) 62

6.8.1 Cấu tạo của chuột quang 63

6.8.2 Hệ thống quang 64

6.8.3 Nguyên lý hoạt động 66

6.9 Chuột không dây 69

6.10 Bàn phím (KeyBoard) 69

6.10.1 Giới thiệu 69

6.10.2 Cấu tạo 69

6.10.3 Nguyên lý hoạt động 71

6.11 Ổ đĩa cứng 72

6.11.1 Cấu tạo 72

6.11.2 Đặc điểm 73

6.11.3 Nguyên tắc lưu trữ trên đĩa cứng 73

6.11.4 Chuẩn giao tiếp 74

6.12 Ổ đĩa quang và đĩa quang 75

6.12.1 Cấu tạo đĩa quang 75

6.12.2 Nguyên lý ghi dữ liệu 75

6.12.3 Nguyên lý đọc dữ liệu 76

6.12.4 Cấu tạo ổ đĩa quang 77

6.13 Ổ USB (Universal Serial Bus) 79

BÀI 7 LẮP RÁP CÁC THIẾT BỊ HỆ THỐNG 80 7.1 Xác định các cổng I/O 80

7.1.1 Cổng nối tiếp 80

7.1.2 Cổng song song 80

7.1.3 Cổng PS/2 80

7.1.4 Ghép nối USB 80

7.2 IEEE1394 82

7.2.1 IEEE 1394a 82

7.2.2 IEEE 1394b 83

7.3 Qui trình lắp ráp 84

7.3.1 Chọn thiết bị 84

7.3.2 Chọn thiêt bị theo mục đích sử dụng 84

7.3.3 Chọn thiết bị theo tính tương thích 84

7.3.4 Thông số kỹ thuật 85

7.3.5 Chuẩn bị Mainboard 85

7.3.6 Gắn CPU vào mainboard 85

7.3.7 Gắn quạt giải nhiệt cho CPU 86

7.3.8 Gắn RAM vào Mainboard 87

7.3.9 Chuẩn bị lắp main vào thùng máy 87

7.3.10 Gắn mainboard và thùng máy 87

7.3.11 Gắn các card mở rộng: 88

7.3.12 Ổ đĩa cứng 89

7.3.13 Ổ đĩa mềm 90

7.3.14 Ổ đĩa quang 90

7.3.15 Gắn dây công tấc của Case 91

7.3.16 Các ký hiệu trên mainboard 91

7.4 Kết nối PC với các thiết bị ngoại vi 92

7.4.1 Cổng kết nối nguồn điện (Power) 92

7.4.2 Cổng PS/2 92

7.4.3 Cổng Parallel (song song) 93

7.4.4 Cổng USB 93

7.4.5 Cổng Firewire 94

7.4.6 Cổng Ethernet (mạng) 94

7.4.7 Cổng Audio (Âm thanh) 95

7.4.8 Cổng VGA 95

7.4.9 Cổng S-Video 96

7.4.10 Cổng DVI 96

7.4.11 Cổng Modem 97

BÀI 8 THIẾT LẬP CẤU HÌNH CMOS 98 8.1 CMOS là gì? 98

8.2 Thiết lập cấu hình CMOS 99

8.3 CMOS của mainboard thông dụng 100

8.3.1 STANDARD CMOS SETUP 101

8.3.2 BIOS FEATURES SETUP (ADVANCED CMOS SETUP) 102

8.3.3 INTEGRATED PERIPHERALS 102

8.3.4 CMOS của dòng máy Compaq 104

BÀI 9 PHÂN VÙNG ĐỊNH DẠNG ĐĨA CỨNG 105 9.1 Định dạng đĩa cứng 105

9.1.1 Định dạng đĩa cứng 105

9.1.2 Định dạng vật lý 105

9.1.3 Định dạng Logic 106

9.1.4 Quản lý các Partition 106

9.1.5 Hệ tập tin 106

9.1.6 Các loại Partition 107

9.2 Chương trình partition magic 108

9.2.1 Giao diện Chương trình Partition Magic Pro 109

9.2.2 Tạo Partition 110

9.2.3 Kích hoạt phân vùng 114

9.2.4 Format Partition 116

9.2.5 Nối 2 Partition cạnh nhau thành 1 Partition 117

9.2.6 Sao chép Partition 119

9.2.7 Xóa Partition 120

9.2.8 Các chức năng nâng cao 122

BÀI 10 CÀI ĐẶT HỆ ĐIỀU HÀNH 123 10.1 Cài đặt Windows XP 123

10.1.1 Chuẩn bị 123

10.1.2 Tiến hành cài đặt 123

10.2 Cài đặt DRIVER 135

10.2.1 Driver là gì? 135

10.2.2 Quản lý thiết bị 135

10.2.3 Cài đặt Driver 136

10.2.4 Xem cấu hình máy 144

BÀI 11 MSCONFIG - REGEDIT 146 11.1 System Configuration Utility Msconfig 146

11.1.1 Giới thiệu MSConfig 146

11.1.2 Khởi động MSConfig 146

11.1.3 Giao diện MSConfig : 146

11.2 Registry Editor – Regedit 148

11.2.1 Giới thiệu Regedit 148

11.2.2 Khởi động Regedit : 148

11.2.3 Giao diện Regedit : 149

11.2.4 Nạp một file reg vào Registry 149

11.2.5 Sao lưu Registry 149

11.2.6 Làm việc với key 150

11.2.7 Làm việc với nội dung key (value) 151

11.2.8 Tìm kiếm 152

11.2.9 Một số value thông dụng trong Registry : 153

11.2.10 Một số lưu ý khi dùng Regedit 153

BÀI 12 SAO LƯU PHỤC HỒI HỆ THỐNG 155 12.1 Chuẩn bị 155

12.2 Sao lưu hệ thống 157

12.3 Phục hồi hệ thống 161

BÀI 13 SAO LƯU VÀ PHỤC HỒI DRIVER 165 13.1 Giới thiệu 165

13.2 Sao lưu Driver 165

13.3 Sao lưu Driver vào thư mục 168

13.4 Sao lưu Driver thành file exe 169

13.5 Phục hồi Driver 171

13.5.1 Phục hồi Driver bằng file tự động cài đặt (.exe) 172

BÀI 14 PHỤC HỒI DỮ LIỆU 173 14.1 Giới thiệu 173

14.2 Phục hồi dữ liệu 173

BÀI 15 CHUẨN ĐOÁN LỖI BẢO TRÌ HỆ THỐNG 178 15.1 Một số lỗi khi sử dụng máy tính 178

15.2 Một số lỗi hệ điều hành 178

15.2.1 CPU 178

15.2.2 RAM 179

15.2.3 MAINBOARD 179

15.2.4 Card mở rộng 179

15.2.5 Các thiết bị lưu trữ 180

15.2.6 Monitor 181

15.2.7 Mouse và Keyboard 181

15.2.8 Máy in và thiết bị ngoại vi 181

15.3 Thông báo lỗi khi khởi động 182

15.4 Mô tả lỗi chẩn đoán POST 183

15.4.1 BIOS AMI 183

15.4.2 BIOS PHOENIX 184

15.5 Xử lý sự cố đĩa mềm 185

15.6 Xử lý sự cố ổ đĩa cứng 186

15.7 Xử lý sự cố Password 186

15.7.1 Sử dụng OMNIPONENT PASSWORD 187

15.7.2 Xóa CMOS bằng phần mềm 187

15.7.3 Xóa AWARD Password 187

15.7.4 Xóa AMI BIOS password 188

15.8 Xóa CMOS bios bằng phần cứng: 188

15.9 Kiểm tra nguồn ATX 189

15.9.1 Cấu trúc bộ nguồn ATX 189

15.9.2 Các bước kiểm tra 190

15.10 Một số thiết bị ngoại vi 192

15.10.1 Sơ đồ chân của Mouse PS/2 192

15.10.2 Sơ đồ bố trí chân của Keyboard PS/2 193

15.10.3 Sơ đồ kết nối chân cổng USB 193

15.10.4 Sơ đồ chân Jack RJ-45 193

15.10.5 Sơ đồ chân cổng COM1, COM2 194

15.10.6 Sơ đồ chân cổng VGA 194

15.10.7 Cách kiểm tra 194

Bài 1 KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

1.1 Kiến trúc máy tính

1.1.1 Cấu trúc chung

CPU (Central Processing Unit) : Là đơn vị xử lý trung tâm gồm 2 thành phần chính : đơn vị điều khiển (Control Unit) và đơn vị số học luận lý (ALU: Arithmetic Logic Unit)

Bộ nhớ (Memory) : Chức năng của bộ nhớ là lưu trữ thơng tin (chương trình và dữ liệu) Bộ nhớ là tập hợp các ơ nhớ theo một trật tự nhất định Mỗi ơ nhớ cĩ một địa chỉ riêng

Thiết bị vào (Input Device) : Thiết bị vào cĩ chức năng nhập thơng tin cho máy tính bằng cách chuyển các dạng thơng tin (chữ, âm, hình, ) thành tín hiệu số (Digital) đưa vào máy tính

Thiết bị ra (Output Device) : Thiết bị ra cĩ chức năng xuất thơng tin cho máy tính bằng cách biến tín hiệu số nhận được từ máy tính thành các dạng thơng tin cung cấp cho con người

BUS hệ thống : Là đường truyền tín hiệu trong máy tính Hệ thống bao gồm 3 nhĩm bus :

CPU

BỘ NHỚ TRONG

GHÉP NỐI VÀO GHÉP NỐI RA

BUS HỆ THỐNG (bus A, bus D, bus C)

THIẾT BỊ RA THIỆT BỊ VÀO

CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI

 Bus địa chỉ (bus A: Address) dùng để truyền các thông tin địa chỉ

ô nhớ hay thiết bị mà CPU chọn để truy cập, đây là loại Bus một chiều

 Bus dữ liệu (bus D: Data) dùng để trao đổi dữ liệu, bus thường

có 8, 16, 32, 64 đường riêng biệt, số đường của bus gọi là độ rộng của bus, đây là loại bus 2 chiều

 Bus điều khiển (bus C:Control) dùng để truyền các tín hiệu điều khiển Tín hiệu điều khiển do CPU hay thiết bị phát ra để điều khiển quá trình trao đổi dữ liệu trong máy tính

1.1.2 Nguyên lý hoạt động chung

Chức năng cơ bản của máy tính là thực hiện chương trình Chương trình là tập hợp các lệnh chứa trong bộ nhớ CPU thực hiện chương trình bằng cách tuần tự thực hiện các lệnh trong chương trình này

CPU hoạt động theo xung nhịp, CPU nạp lệnh từ bộ nhớ và thực hiện lệnh vừa nạp Việc thực hiện chương trình thực chất là sự lặp lại quá trình mạp và thực thi lệnh

Mỗi lệnh được thực hiện qua 5 giai đoạn : nhận lệnh, giải mã lệnh, tạo địa chỉ toán hạng, nhập toán hạng, thực hiện lệnh

1.1.3 Quá trình làm việc CPU với thiết bị ngoại vi/bộ nhớ

CPU thực hiện trao đổi thông tin với các thiết bị ngoại vi thông qua các thiết bị giao tiếp Thiết bị giao tiếp là thiết bị khả trình, mỗi thiết bị có 3 loại thanh ghi : Thanh ghi điều khiển, thanh ghi trạng thái và thanh ghi

dữ liệu Các thanh ghi điều khiển nhận và chứa các từ điều khiển xác lập chế độ làm việc của thiết bị Các thanh ghi trạng thái chứa các thông tin phản ánh trạng thái làm việc của thiết bị Thanh ghi dữ liệu thực hiện chức năng bộ đệm, chứa tạm dữ liệu vào/ra

Do VXL cĩ kích thước nhỏ, nên khơng thể dành riêng cho mỗi thiết bị ngoại vi 1 bus riêng Vì thế, tất cả các thiết bị ngoại vi đều được nối về VXL theo các bus chung Tuy nhiên để tránh nhầm lẫn và truyền thơng tin sai địa chỉ, VXL trong 1 thời điểm chỉ làm việc với 1 thiết bị ngoại vi hay ơ nhớ Quá trình làm việc của VXL với các thiết bị ngoại vi diễn ra như sau:

Bước 1: VXL khi cần trao đổi thơng tin với thiết bị I/O nào thì sẽ phát

địa chỉ của thiết bị đĩ theo mã nhị phân trên bus địa chỉ Giả sử bus địa chỉ cĩ 8 dây, 8 dây đang truyền số nhị phân 00000010, số nhị phân này

cĩ giá trị thập phân là 2 và thập lục phân là 2h Điều đĩ cĩ nghĩa là VXL cần làm việc với thiết bị I/O cĩ địa chỉ là 2 (hoặc 2h) Khi đĩ bộ giải

mã địa chỉ, cĩ ở mỗi thiết bị ngoại vi sẽ nhận được số nhị phân nĩi trên

từ bus A và so sánh với địa chỉ của mình Nếu đúng thì bộ giải mã địa chỉ sẽ phát tín hiệu để mở bộ đệm số liệu – phần nối giữa thiết bị số 2

và bus D, cịn các bộ đệm dữ liệu của các thiết bị khác sẽ đĩng lại

Bước 2: VXL trao đổi dữ liệu với thiết bị số 2 qua bus D Cịn trên bus

C chỉ truyền tín hiệu đọc/viết (R/W) để xác định chiều trao đổi dữ liệu

 R/W = 1 : VXL đọc dữ liệu từ thiết bị ngoại vi hay dữ liệu được truyền từ thiết bị ngoại vi về VXL

 R/W= 0 : VXL viết dữ liệu vào thiết bị ngoại vi hay dữ liệu được truyền từ VXL đến thiết bị ngoại vi

BUS ĐỊA CHỈ

Thiết bị 1

Bộ đệm số liệu

Tương tự như với thiết bị ngoại vi, tại mỗi thời điểm chỉ có một ô nhớ

có địa chỉ xác định trên bus A được trao đổi dữ liệu với VXL Bộ nhớ gồm nhiều ô nhớ, mỗi ô nhớ trong bộ nhớ được định địa chỉ tăng dần

Để xác định VXL tại thời điểm cho trước cần làm việc với thiết bị ngoại

vi hay ô nhớ, người ta sử dụng thêm tín hiệu IO/M thuộc bus C Khi IO/M=1 VXL trao đổi dữ liệu với thiết bị ngoại vi, còn khi IO/M=0 VXL trao đổi dữ liệu với bộ nhớ

1.2 Cấu trúc MainBoard

1.2.1 Vi xử lý

VXL điều hành các hoạt động của hệ thống bằng cách thực hiện liên

tục và lặp đi lặp lại 2 bước lấy lệnh và thực hiện lệnh.

 Lệnh mà VXL thi hành được nạp trước đó vào trong bộ nhớ

 Các lệnh nằm liên tục trong bộ nhớ tạo thành chương trình

 VXL là hệ thống số tuần tự, đồng bộ nên cần có xung Clock VXL làm việc được với xung clock có tần số càng cao thì chạy càng nhanh

1.2.2 Bộ nhớ chính

Tần số của VXL có thể lên đến 3.6GHz, trong khi đó bộ nhớ chính lại hoạt động ở tần số thấp hơn nhiều CPU dùng bộ nhớ để lưu trữ số liệu, các kết quả tính toán trung gian, các chương trình

Thời gian kể từ khi VXL phát địa chỉ tới bộ nhớ cho đến khi dữ liệu có thể đọc được gọi là thời gian truy cập bộ nhớ Các loại bộ nhớ chính thường sử dụng:

 SDRAM : hoạt động ở tần số 133MHz

 DDRAM : tần số được nhân đôi 266MHz (sau này tần số được nhân 3, nhân 4 nhưng vẫn giữ nguyên tên gọi)

 RDRAM: 533MHz, 800MHz

1.2.3 Chip cầu nối hạ tốc độ

Vì các thiết bị ngoại vi và các card giao diện làm việc với các tần số khác nhau và thấp hơn nhiều so với VXL nên cần phải hạ tốc độ của VXL xuống trước khi ghép nối với bộ nhớ hay các thiết bị ngoại vi Do vậy trên mainboard, ngoài các linh kiện như VXL, bộ nhớ chính, các chip hỗ trợ, các khe cắm mở rộng, còn có các chip cầu nối hạ tốc độ của VXL xuống tốc độ của DRAM và khe cắm AGP, PCIe (chip MCH,

chip cầu bắc) Chip ICH (chip cầu nam) hạ tốc độ từ MCH đến tần số dùng cho chuẩn PCI và các chip hoạt động ở tần số thấp

1.2.4 Bộ nhớ đệm Cache

VXL nối với bộ nhớ chính DRAM thông qua chip MCH theo tuyến dây được gọi là FSB Bus lối ra của chip này nối trực tiếp vào bộ nhớ chính DRAM Do phải dùng chip MCH hạ tốc độ của VXL xuống tốc độ của

bộ nhớ chính, nên tốc độ của hệ thống bị giảm nhiều Để khắc phục, người ta trang bị thêm cho PC các bộ nhớ đệm cache (RAM tĩnh) L1, L2 và L3 Bộ nhớ Cache trao đổi dữ liệu với VXL với tốc độ của VXL Dung lượng nhỏ: 256KB, 512KB, 1MB, 4MB, 8MB, 12MB…

Bộ nhớ cache L1 tích hợp ngay trong CPU dùng để lưu trữ dữ liệu trước khi CPU xử lý

Bộ nhớ cache L2 dùng để lưu dữ liệu ngay sau khi CPU xử lý Trong các hệ thống ngày nay, L2 được đóng gói chung với CPU nhưng không được tích hợp hẳn vào nhân CPU

Bộ nhớ cache L3 nằm ngoài CPU, nằm giữa CPU và RAM để tối ưu hóa tốc độ truyền giữa 2 thiết bị này

1.2.5 Bộ nhớ ROM BIOS

PC chỉ hoạt động được khi bên cạnh phần cứng, máy còn được nạp các chương trình phần mềm điều khiển, trong đó phải kể đến HĐH HĐH thường được chia làm 2 phần: Phần thứ nhất được nạp cố định vào ROM và VXL được thiết kế để chạy ngay phần này khi vừa bật máy Phần thứ hai thường được nạp vào đĩa cứng

Phần HĐH nạp vào trong ROM chủ yếu là các lệnh kiểm tra, điều khiển hoạt động của các thiết bị ngoại vi, quản lý bộ nhớ, nên được gọi là ROM BIOS (1MB)

1.2.6 RAM CMOS

Khi lắp ráp PC người ta có thể dùng các loại ổ cứng khác nhau, ổ mềm khác nhau, có thể cấu hình đầy đủ hoặc thiếu một số bộ phân không quan trọng Đồng thời người sử dụng có thể cài đặt một số thông số như : ngày tháng năm, mật khẩu, khởi động từ ổ đĩa nào… để khi hoạt động PC phải tuân theo cấu hình đó RAM CMOS sẽ giúp làm được điều đó RAM CMOS được cấu tạo từ transistor loại CMOS và được cấp điện riêng biệt bằng một pin điện nạp được (thường được gọi là pin CMOS)

Quá trình xử lý dữ liệu của VXL rõ ràng có 2 giai đoạn độc lập: lấy dữ liệu từ bộ nhớ và giải mã, thực hiện lệnh, nếu thực hiện hai công đoạn này tuần tự thì lãng phí thời gian PQ cho phép lấy một vài lệnh vào VXL, như vậy, khi lệnh thứ nhất được lấy vào PQ và đang được giải

mã thực hiện, cùng lúc đó lệnh thứ hai sẽ được lấy sẵn vào, nhờ thế sau khi xử lý xong lệnh thứ nhất VXL hầu như không phải mất thời gian lấy lệnh thứ hai Hai đơn vị EU và BIU có thể làm việc độc lập với nhau

Đơn vị ghép nối bus(BIU)

Bus A

Bus D

Bài 2 BUS MỞ RỘNG (EXPANTION BUS)

Trong máy vi tính sự phối hợp hoạt động nhịp nhàng và đồng bộ trong hoạt động của CPU và các thiết bị khác như: HDD, FDD nhờ hệ thống BUS được thiết kế trên MainBoard Tuy nhiên để tăng cao hiệu quả cho việc ứng dụng máy tính trong nhiều lĩnh vực (nhất là trong lĩnh vực điều khiển, Mutilmedia Interface) người ta đã thiết kế thêm trên Mainboard những hệ thống Bus mở rộng Những Bus này thiết kế theo một tiêu chuẩn nhất định (do những nhà sản xuất máy tính quy định) giúp cho người sử dụng có thể dựa vào những tiêu chuẩn đó để thiết

kế những Card chuyên dùng giao tiếp với máy vi tính (ví dụ như : Card ghi nạp EPROM, Card điều khiển hệ thống ánh sáng trên những sân khấu ca nhạc, vũ trường .) Những Bus mở rộng được thiết kế trên MainBoard là những khe (Slot) có sẵn Khi cần sử dụng, người ta chỉ cần gắn thêm Card ứng dụng vào các khe tương ứng Sau đây là một

số Bus mở rộng thông thường

2.1 ISA (Industry Standard Architecture)

Đầu tiên Bus ISA được thiết kế với độ rộng 8 bit (1981) Sau đó được mở rộng lên 16 bit (1984)

Tốc độ truyền dữ liệu của Bus ISA chậm khoảng 8MB/s, tuy nhiên vẫn nhanh hơn nhiều so với một số thiết bị ngoại vi kết nối với nó Ngày nay, khi bộ xử lý trở nên nhanh hơn và cần băng thông dữ liệu lớn hơn thì chuẩn ISA không còn phù hợp nên trong một số Mainboard đời mới không còn sử dụng chuẩn ISA

2.2 PCI (Peripheral Component Interconect)

Đây là một Bus mở rộng do hãng Intel thiết kế vào năm 1992, chúng được thiết kế nằm giữa Bus hệ thống của Bộ VXL và Bus I/O của MainBoard thông qua các chip điều khiển Bus Với cách thiết kế này,

nó sử dụng Bus hệ thống của CPU để tăng tốc độ đồng hồ Bus (đồng

hồ xung nhịp) và tận dụng tất cả những ưu điểm sẵn có của Bus Data của mỗi loại CPU nên tốc độ truyền dữ liệu Bus PCI rất cao

Bus PCI có độ rộng dữ liệu 32 bits hay 64 bits, có độ rộng đường truyền bằng độ rộng đường dữ liệu của CPU Nghĩa là đối với CPU 32 bit thì tốc độ truyền dữ liệu tối đa của Bus PCI là 132MBps, đối với CPU 64bit thì tốc độ truyền dữ liệu sẽ tăng lên gấp đôi 264MBps

Bus PCI có 3 loại tương ứng với 3 cấu hình Mainboard Các loại được phân biệt bởi hệ thống sử dụng và điện áp yêu cầu Loại 5V cho hệ thống máy để bàn, loại 3,3V cho hệ thống máy xách tay và loại phổ biến cho các Mainboard làm việc với 2 hệ thống trên Loại kết hợp 5V

và 3,3V khi được lắp đặt điện áp được xác định nhờ chân V I/O

2.3 AGP (Accelerate Graphic Port)

Bus AGP là loại Bus tốc độ cao được thiết kế đặc biệt nhằm nâng cao hiệu năng cho các tác vụ hình ảnh và đồ hoạ Mặc dù dựa trên thiết kế của Bus PCI nhưng Bus AGP độc lập về mặt vật lý, điện tử cũng như logic Bus AGP chỉ có 1 khe cắm duy nhất cho Card màn hình

Tốc độ cơ bản của Bus AGP là 66MHz (gấp đôi so với tốc độ của PCI) Chế độ cơ bản của AGP gọi là 1x (cho phép 1 lần truyền dữ liệu trong

1 chu kỳ đồng hồ) Như vậy Card AGP ở chế độ 1x có tốc độ truyền dữ liệu tối đa (dải thông) là 266MBps Cũng Card đó nhưng ở chế độ 8x (8 lần truyền trong 1 chu kỳ) thì dải thông là 2.133MBps

Bảng tốc độ truyền dữ liệu và xung nhịp

Tốc độ truyền dữ liệu

Điện áp sử dụng

4x 66 MHz 266 MHz 1.066 MBps 1.5 V8x 66 MHz 512 MHz 2.133 MBps 0.8 V

Bên cạnh mục đích tăng hiệu năng xử lý hình ảnh, một lý do nữa khiến Intel dùng AGP là thiết kế này cho phép Card VGA có đường nối trực tiếp với RAM hệ thống Điều này cho phép Card VGA có thể truy cập trực tiếp tới RAM, do đó không cần bộ nhớ riêng cho Card VGA

 PCI Express X1: 250MBps thay cho các Bus PCI cũ (132MBps)

 PCI Express X16: Khe cắm dài hơn dành cho card đồ hoạ đẩy

được tốc độ lên đến 4GBps (gấp 2 lần tốc độ 2,1GBps của Bus AGP 8X)

 PCI Express X32: Khe cắm dài hơn PCI Express X16 dành cho

card đồ hoạ đẩy được tốc độ lên đến 8GBps (gấp 4 lần tốc độ 2,1GBps của Bus AGP 8X)

Bus Maximum Transfer Rate

3.3 Nguyên lý hoạt động của Mainboard

Mainboard có 2 IC quan trọng là Chipset MCH (chip cầu Bắc) và ICH (chip cầu Nam), chúng có nhiệm vụ là cầu nối giữa các thành phần gắn vào mainboard như giữa CPU và RAM, giữa RAM với các khe cắm mở rộng PCI

Giữa các thiết bị này thông thường có tốc độ truyền rất khác nhau còn gọi là tốc độ Bus (Ví dụ: Mainboard Pentium 4, tốc độ dữ liệu ra vào CPU là 533MHz nhưng tốc độ ra vào bộ nhớ RAM chỉ có 266MHz và tốc độ ra vào Card Sound gắn trên khe PCI chỉ có 66MHz)

Để hiểu rõ hơn quá trình làm việc của Mainboard ta lấy ví dụ sau:

Khi ta nghe 1 bản nhạc, đầu tiên dữ liệu của bản nhạc được nạp từ ổ đĩa cứng lên bộ nhớ RAM, sau đó dữ liệu được CPU xử lý và tạm thời đưa kết quả xuống RAM trước khi đưa qua Card Sound phát ra loa Hành trình của dữ liệu di chuyển như sau:

 Dữ liệu đọc trên đĩa cứng truyền qua cổng IDE với tốc độ 33MHz

đi qua chipset ICH đổi vận tốc thành 133MHz đi qua chipset MCH vào bộ nhớ RAM với vận tốc 266MHz, dữ liệu từ RAM được nạp lên CPU ban đầu đi vào chipset MCH với tốc độ 266MHz sau đó đi từ chipset MCH lên CPU với tốc độ 533MHz, kết quả xử lý được nạp trở lại RAM theo hướng ngược lại, sau

đó dữ liệu được gửi tới Card Sound qua bus 266MHz của RAM qua tiếp bus 133MHz giữa 2 chipset và bus 66MHz của khe PCI

 Như vậy ta thấy 4 thiết bị có tốc độ truyền rất khác nhau: CPU có bus là 533MHz, RAM có bus là 266MHZ, Card Sound có bus là66MHz, Ổ cứng có bus là 33MHz đã làm việc với nhau thông qua việc điều khiển tốc độ bus của hệ thống chipset

3.4 Các thành phần trên MainBoard

3.4.1 Chipset MCH, ICH

Chipset là trái tim của PC Nó điều khiển luồng bit truyền giữa CPU, bộ nhớ hệ thống và Bus trênmainboard Có thể nói chipset là người điều khiển giao thông của PC, đóng vai trò cực kỳ qua trọng trong hệ thống Chipset được chia làm 2 phần : Cấu bắc (north bridge) và cầu nam (south bridge)

Cầu bắc là nơi thực hiện các công việc nặng giao tiếp CPU, Ram, Cache và Bus

Cầu nam chứa hoạt động của các thiết bị ngoại vi, bộ phận điều khiển

âm thanh, card mạng, USB, BIOS

3.4.2 Đế cắm CPU

Khe cắm CPU gọi là socket (dạng rế) và slot (dạng khe)

Bảng tra cứu đế và khe cắm các loại CPU

Socket 4 Classic Pentium 60/66 273 pins21 x 21 PGA grid 5V Socket 5 Classic Pentium75/90/100/120/133 320 pins37 x 37 SPGA grid 3.3V Socket 6 Not used 235 pins19 x 19 PGA grid 3.3V

Socket 7 Pentium MMX, Fast Classic Pentium, AMDKS, Cyrix M 321 pins37 x 37 SPGA grid 2.5Vto

370 Socket Pentium III FC-PGA, Celeron PPGA, Cyrix III 370 pins37 x 37 SPGA grid 1.5Vor 2V

Slot 1 or SC242 Pentium II, Pentium III 242 pins2 rows, rectangular

shape

2.8V and 3.3V

Slot A AMD Athlon 242 pins2 rows, rectangular

shape

1.3V to 2.05V

Socket A or Socket

462 AMD Athlon and Duron

462 pins SPGA grid, rectangular shape

1.1V to 1.85V

Slot 2 or SC330 Pentium II Xeon, Pentium III Xeon 330 pins2 rows, rectangular

shape

1.5V to 3.5V Socket 423 Pentium 4 423 pins39 x 39 SPGA grid 1.7Vand

Socket 478 Pentium 4 478 pinsdense micro PGA grid

(mPGA)

1.7V and 1.75V

Pentium 4, Celeron D, Pentium 4 Extreme

Edition, Pentium D, Pentium Extreme

Edition, Core 2 Duo, Core 2 Extreme

755 pins LGA grid

Socket 939 AMD Athlon 64, Athlon 64 FX, Athlon 64 X2,Opteron, Sempron 939 pinsPGA grid 0.8Vto

1.55V

Socket 940 AMD Athlon 64 FX and Opteron 940 pinsPGA grid 0.8Vto

1.55V Socket AM2 AMD Athlon 64, Athlon 64 X2, Athlon 64 FX,Sempron 940 pinsPGA grid

3.4.3 Khe cắm bộ nhớ RAM

Hầu hết các máy tính sử dụng bộ nhớ RAM theo dạng thanh

SIMM (Single In-Line Memory Module) có từ 30 đến 72 chân, có màu trắng, thường có trên các mainboard 586 trở về trước, hiện không còn phổ biến

DIMM (Dual In-Line Memory Module) có từ 168 đến 240 chân, thường

có màu xanh, đen

3.4.4 Khe cắm mở rộng

3.4.5 ROM BIOS

3.4.6 Các Cổng I/O

3.5.2 Dual VGA

Là công nghệ giúp tăng hiệu năng của card đồ họa ( tương tự như cpu

2 nhân) Với công nghệ này cho phép người sử dụng có thể chạy 2 ứng dụng đồng thời trên cùng 1 máy tính và đưa ra 2 màn hình khác nhau Mỗi khe AGP sẽ gắn 1 card VGA AGP và chạy 1 ứng dụng độc lập

Như vậy để chạy được Dual Chanel, không bắt buộc RAM phải cùng

độ trễ, cùng tốc độ hay cùng thương hiệu Nhưng khi chạy Dual, tốc độ của các thanh RAM sẽ nhận theo tốc độ của thanh RAM thấp nhất (VD

1 thanh 512MB bus 667 gắn với 1 thanh 512MB bus 800, cùng là DDR2, như vậy hệ thống sẽ chạy Dual Chanel ở bus 667)

Chúng ta có thể chạy Dual Chanel với 2, 3 hay 4 thanh RAM được gắn trên Main Cụ thể như sau:

Chạy Dual Chanel với 2 thanh RAM:

Chạy Dual Chanel với 3 thanh RAM:

Chạy Dual Chanel với 4 thanh RAM:

3.5.4 RAID (Redundant Array of Independent Disks).

Ban đầu, RAID được sử dụng như một giải pháp phòng hộ vì nó cho phép ghi dữ liệu lên nhiều đĩa cứng cùng lúc Về sau, RAID đã có

nhiều biến thể cho phép không chỉ đảm bảo an toàn dữ liệu mà còn giúp gia tăng đáng kể tốc độ truy xuất dữ liệu từ đĩa cứng Dưới đây là

5 loại RAID được dùng phổ biến:

RAID 0 : Y/c tối thiểu 2 HDD và cho phép PC ghi dữ liệu lên HDD theo một phương thức đặc biệt được gọi là Striping Ví dụ: ta có 8 đoạn dữ liệu được đánh số từ 1 đến 8, các đoạn đánh số lẻ (1,3,5,7) sẽ được ghi lên đĩa cứng đầu tiên và các đoạn đánh số chẵn (2,4,6,8) sẽ được ghi lên đĩa thứ hai

RAID 1 : Y/c ít nhất 2 HDD Dữ liệu được ghi vào 2 ổ giống hệt nhau (Mirroring) Trong trường hợp một ổ bị trục trặc, ổ còn lại sẽ tiếp tục hoạt động bình thường Bạn có thể thay thế ổ đĩa bị hỏng mà không phải lo lắng đến vấn đề thông tin thất lạc Dung lượng cuối cùng của hệ thống = dung lượng của ổ đơn

RAID 0+1: Là sự kết hợp 2 loại RAID ở trên, y/c tối thiểu 4 HDD Dữ liệu sẽ được ghi đồng thời lên 4 HDD với 2 ổ dạng Striping tăng tốc và

2 ổ dạng Mirroring sao lưu 4 ổ đĩa này phải giống hệt nhau và khi đưa vào hệ thống RAID 0+1, dung lượng cuối cùng sẽ bằng ½ tổng dung lượng 4 ổ

RAID 5 : Trong cấu hình RAID này, sử dụng ít nhất là 3 và nhiều nhất

là 32 ổ đĩa, không chỉ riêng dữ liệu được phân phối đều trên các đĩa

mà những thông tin liên kết cũng được phân phối trên các các ổ đĩa, để chắc chắn rằng dữ liệu sẽ được cấu thành lại nếu một trong những đĩa độc lập bị hỏng Nói đúng hơn là nếu bất kì đĩa nào trong khối này bị hỏng thì ta có thể thay đổi một đĩa mới và nó sẽ tự động cấu hình lại (Rebuild) tất cả những dữ liệu đã bị mất Như vậy RAID 5 vừa đảm bảo tốc độ có cải thiện, vừa giữ được tính an toàn cao Dung lượng đĩa cứng cuối cùng bằng tổng dung lượng đĩa sử dụng trừ đi một ổ

JBOD :JBOD (Just a Bunch Of Disks) cho phép gắn bao nhiêu ổ đĩa tùy thích vào bộ điều khiển RAID (dĩ nhiên là trong giới hạn cổng cho phép) Sau đó chúng sẽ được “tổng hợp” lại thành một đĩa cứng lớn hơn cho hệ thống sử dụng Ví dụ ta cắm vào đó các ổ 10GB, 20GB, 30GB thì thông qua bộ điều khiển RAID có hỗ trợ JBOD, máy tính sẽ nhận ra một ổ đĩa 60GB Tuy nhiên, lưu ý là JBOD không hề đem lại bất cứ một giá trị phụ trội nào khác: không cải thiện về hiệu năng, không mang lại giải pháp an toàn dữ liệu, chỉ là kết nối và tổng hợp dung lượng mà thôi

Thiết bị lưu trữ (Storage Device): Là thiết bị dùng để lưu giữ thông tin lâu dài, khi không còn cấp điện nội dung thông tin lưu trữ không bị mất Các thiết bị lưu trữ thông dụng như: HDD, FDD, CD-ROM, DVD, USB Các thiết bị này thường có dung lượng rất lớn nhưng tốc độ truy xuất thông tin chậm

Trong PC người ta sử dụng 2 loại bộ nhớ cơ bản là ROM, RAM

4.2 Bộ nhớ chính

4.2.1 ROM (Read Only Memory)

Trong PC một thành phần cơ bản không thể thiếu là ROM BIOS, đây

là nơi chứa chương trình điều khiển các công việc truy xuất cơ bản của

PC Ngoài ra ROM còn được dùng trên những Card giao tiếp như VGA Card, Sound Card Cũng có các loại ROM đơn thuần chỉ để chép chương trình, ta chú ý các loại ROM sau:

 PROM : ROM lập trình được bởi người sử dụng

 EPROM : ROM lập trình được và dữ liệu được xoá bằng tia cực tím

 EEPROM : ROM lập trình được và xoá bằng xung điện

4.2.2 RAM (Random Access Memory)

RAM tĩnh (Static Ram): Thường có kích thước lớn, khi hoạt động thì tiêu thụ nhiều năng lượng, mạch thiết kế phức tạp và giá thành cao (dùng 6 transistor để cất giữ 1 bit) Tuy nhiên tốc độ truy xuất dữ liệu khá cao nên thường được dùng cho việc thiết kế bộ nhớ Cache

RAM động (Dynamic Ram): Thường có kích thước nhỏ nên có thể chế tạo với dung lượng lớn, giá thành hạ (dùng 1 tụ điện để cất giữ 1 bit và luôn phải “làm tươi” (tích điện lại cho các tụ)), khi hoạt động thì tiêu tốn

năng lượng ít Tuy nhiên, thời gian lưu trữ thông tin không lâu nên phải thường xuyên làm tươi bộ nhớ RAM RAM động thường dùng làm bộ nhớ chính cho PC

4.3 Các loại bộ nhớ khác

4.3.1 Cache

Internal Cache (L1): Là bộ nhớ Cache được thiết kế sẵn bên trong bộ VXL, dung lượng của bộ nhớ này càng lớn thì tốc độ xử lý công việc của CPU càng nhanh, người ta còn gọi là Cache L1 (Cache Level 1)

External Cache (L2): Là vùng lưu trữ tạm thời của BXL trong quá trình tính toán, có tốc độ đáp ứng nhanh rất nhiều lần bộ nhớ RAM, Cache được thiết kế trên Mainboard Trên mỗi Mainboard người ta thường thiết kế sẵn 1MB – 16 MB Cache, trong một số Mainboard cũ, Cache được thiết kế là 16, 32, 64, 256KB, người ta còn gọi là Cache L2 (Cache Level 2) Tuy nhiên từ thế hệ Pentium Pro, PII, PIII, Pentium4 để tăng hiệu năng cho PC Cache L2 được thiết kế là một bộ phận của VXL và hiện nay dung lượng đã lên đến 12MB

Hiện nay, một số Mainboard Intel915, Intel925 đã thiết kế Cache L3 lên

đến 1024MB

4.3.2 Bộ nhớ Shadow

Tốc độ truy xuất của ROM BIOS rất chậm, những chương trình con trong ROM lại là những thủ tục thường hay truy cập nhất Vì thế để tăng tốc độ làm việc của PC, người ta thiết kế thêm bộ nhớ Shadow bằng cách dành riêng một vùng nhớ RAM để nạp các chương trình trong ROM như: ROM BIOS, Video BIOS ROM vào sẵn một vùng nhớ của RAM đã được quy định trước trong quá trình Boot Và khi cần truy cập đến các thủ tục này, CPU chỉ cần truy cập từ vùng RAM Shadow nên tốc độ làm việc của PC được cải thiện đáng kể

4.4 Các kiểu cấu tạo bộ nhớ

4.4.1 SIMM (Single In-line Memory Modul):

Đây là loại bộ nhớ 1 hàng chân, được cắm trên các khe nhớ của Mainboard, SIMM là tập hợp nhiều chip nhớ DRAM gắn trên một miếng Silic gồm 2 loại 30pin và 72pin và có dung lượng từ 256KB, 1MB 32MB

Loại bộ nhớ này chỉ sử dụng từ thế hệ máy tính 586 về trước

4.4.2 DIMM (Dual In-line Memory Modul):

Đây là loại bộ nhớ 2 hàng chân có nhiệm vụ truyền thông tin có kích thước 64bit (8byte), được cắm trên các khe cắm của Mainboard, DIMM

là tập hợp của nhiều chip nhớ DRAM trên một miếng Silic, chúng có loại 168pin và 184pin Đây là dạng bộ nhớ phổ biến hiện nay có dung lượng từ 8M, 256MB, 512MB Hiện nay bộ nhớ DIMM có 3 loại sau:

động chạy bằng tốc độ của BUS bộ nhớ có 168pin, SDRAM là loại có

độ rộng 64bit nghĩa là có thể truyền 64bit (8byte) cùng một lúc (VD: SDRAM PC100MHz có thể truyền 8*100=800MBps) SDRAM có một

là 1200*2=2,4GBps (gấp 2 lần SDRAM) Bên cạnh đó RDRAM cần ít trạng thái đợi hơn nhiều so với SDRAM vì chạy đồng bộ trong hệ thống

và chỉ theo một hướng Có nghĩa là tổng dung lượng nhiều gấp 3 lần SDRAM133MHz RDRAM gồm 184pin và có các loại sau:

 PC600 – 300MHz, 1,2GBps

 PC700 – 350MHz, 1,4GBps

 DDRAM1: Với tốc độ gấp 2 lần tốc độ SDRAM Thay vì tăng gấp

đôi tốc độ của đồng hồ, bộ nhớ DDRAM có khả năng truyền hai lần trong một chu kỳ Là chuẩn mới 184pin, sử dụng nguồn điện 2,5V

 DDRAM2: Với tốc độ gấp 2 lần tốc độ DDRAM1 Thay vì tăng

gấp đôi tốc độ của đồng hồ, bộ nhớ DDRAM2 có khả năng truyền 4 lần trong một chu kỳ Là chuẩn mới 240pin, sử dụng nguồn điện 1,8V

 DDRAM3: Với tốc độ gấp 2 lần tốc độ DDRAM2 Thay vì tăng

gấp đôi tốc độ của đồng hồ, bộ nhớ DDRAM3 có khả năng truyền 8 lần trong một chu kỳ Là chuẩn mới 240pin, sử dụng nguồn điện 1,5V

PC-1600 (DDR200) – 100MHz, 1,6GBpsPC-2100 (DDR266) – 133MHz, 2,1GBpsPC-2700 (DDR333) – 167MHz, 2,7GBpsPC-3200 (DDR400) – 200MHz, 3,2GBpsPC2-4200 (DDR2 533) – 266 MHz, 4,3GBpsPC2-5400 (DDR2 667) – 333 MHz, 5,4GBpsPC2-6400 (DDR2 800) – 400 MHz, 6,4GBpsPC2-8500 (DDR2 1066) – 533 MHz, 8,5GBpsPC3-6400 (DDR3 800) – 400 MHz, 6,4GBpsPC3-8500 (DDR3 1066) – 533 MHz, 8,5GBpsPC3-10600 (DDR3 1333) – 667 MHz, 10,667GBpsPC3-12800 (DDR3 1333) – 800 MHz, 12,8GBps

4.4.3 Card nhớ

Một cải tiến của việc đóng gói bộ nhớ là gắn các linh kiện nhớ mật độ cao vào trong một tấm Card nhớ (CR, MS, SDC, MMC ) Sau đó, Card nhớ được gắn vào máy tính qua một khe đặc biệt mà không cần phải mở vỏ máy tính Dung lượng hiện nay đã lên đến 4GB…

Bài 5 BỘ VI XỬ LÝ (PROCESSOR)

5.1 Sơ lược sự phát triển

Không chỉ trong máy vi tính cá nhân (PC: Personal Computer) mà bộ vi

xử lý còn được sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác như: Điều khiển tự động, máy chuyên dùng, máy in…và được nhiều hãng sản xuất chúng như: Zilog (ứng với Z80, Z800 …), Motorola (ứng với 6800,68000…)

Thế hệ máy tính PC đầu tiên là máy XT, tương ứng với CPU 8068 và

80186 do hãng Intel cung cấp Sau đó Intel tiếp tục đưa ra bộ vi xử lý

80286 tương ứng với máy AT (năm 1989) Từ đây, bộ vi xử lý liên tục được cải tiến và các thế hệ lần lượt ra đời là 80386, 80486 Lúc này, trên thị trường không chỉ hãng Intel mà có rất nhiều hãng sản xuất CPU cho máy vi tính như : Cyrix, AMD …Đến thế hệ máy 586(80586) trong thị trường máy vi tính PC, CPU chỉ còn hai hãng sản xuất đó là: Intel và AMD Với Intel CPU được phát triển từ thế hệ PentiumMMX, Pentium

II, Pentium III, Pentium 4… và hiện nay là Core 2 Quad Extreme (QX6850) có tốc độ xử lý đã lên đến 2x3,0GHz, Cache L2 lên đến 2x4MB Với hãng AMD, CPU được phát triển từ thế hệ K6, K7 và hiện nay là AthlonX2

5.2 Đặc điểm một số loại Chip VXL:

8080: Được giới thiệu vào năm 1974 – chip xử lý 8 bits hoàn thiện đầu tiên, nó khơi nguồn cho dòng chip 8bits sau này là 8088, chip 8088 được IBM sử dụng trong dòng máy cá nhân, và nhanh chóng trở thành quen thuộc với người dùng trên thế giới trên cơ sở thiết kế của chip

8088 Intel cải tiến thành 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium 4…

Pentium: Thực chất là đời thứ 5 của kiến trúc x86 (80586) nhưng vì một số lý do khách quan Intel buộc phải đổi thành Pentium, sau đó Intel liên tiếp giới thiệu các chip trong dòng Pentium, biến Pentium thành một dòng chip nổi tiếng Các chip thuộc nhánh Pentium gồm:

Pentium OverDrive: Được sản xuất bằng công nghệ 0.6µm, 3.3V, 32 bus Data, và có bộ nhớ đệm Cache L1 32KB

Pentium Pro: Đây là chip đầu tiên thuộc dòng Pentium có thêm bộ nhớ đệm Cache L2 (512KB ÷ 1MB) mà tốc độ hoạt động bằng với tốc độ của CPU Và được nối với CPU thông qua bus hệ thống (60 ÷ 6.6MHz), nên tốc độ tương đối nhanh

Pentium II: Được giới thiệu vào ngày 7/5/1997, được sản xuất bằng công nghệ 0.33µm, tốc độ khoảng 233 ÷ 450MHz Có bộ nhớ đệm Cache L2 lớn hơn Pentium Pro nhưng tốc độ thì bằng ½ tốc độ của CPU Pentium II cho phép thay đổi dung lượng Cache L2 thoải mái, vì vậy Intel có thể sản xuất các chip có hiệu suất thấp hơn nhưng giá thành rẻ hơn Một biến thể của Pentium II chính là dòng Celeron Thực chất Celeron cũng giống Pentium nhưng nó không có Cache L2 hoặc

có nhưng dung lương nhỏ

Pentium III: Được giới thiệu vào ngày 26/2/1999, được sản xuất bằng công nghệ 0.25µm.Tốc độ xung đồng hồ có thể lên đến 1.4GHz Thực chất nó rất giống Pentium II, khác biệt duy nhất là nó có thêm nhiều tập lệnh mới

Pentium 4: Được giới thiệu vào năm 2000, khác với các Pentium trước, Pentium 4 sử dụng kiểu kiến trúc khác Có khả năng xử lý nhanh các số nguyên, tính toán với các số chấm động 64bits Được sản xuất bằng công nghệ 0.18µm.Tốc độ xung đồng hồ có thể lên đến 3.6GHz

Pentium 4M: Thường được dùng cho Laptop, kiến trúc của dòng này

có nhiều khác biệt so với dòng Pentium 4, nguồn điện năng tiêu thụ thấp hơn so với Pentium 4 tuy nhiên sức mạnh tính toán của nó thua kém Pentium 4

Pentium M: Đây là loại CPU hội tụ đầy đủ những ưu điểm của cả 2 dòng Pentium 4 và Pentium 4 M Laptop sử dụng CPU này vừa có sức mạnh tính toán vừa tiết kiệm pin

Ngoài ra Intel còn có một số dòng CPU cho Laptop khác, ví dụ như Celeron M có thể coi là một phiên bản “rút gọn” của Pentium M, với CPU này sức mạnh xử lý bị giảm đáng kể tuy nhiên giá thành thì rẻ hơn nhiều so với Pentium M

Khi nói đến Pentium M người ta thường nhắc đến công nghệ

Centrino Đó là công nghệ cho máy Laptop gồm 3 thành phần chính:

CPU Intel Pentium M + Bo mạch chủ Intel 855 trở lên + Kết nối Wireless Intel Pro Các công nghệ tương tự nhưng không đảm bảo cả

3 thành phần trên hoặc có cả 3 thành phần trên nhưng không đúng tiêu

chuẩn thì cũng không được gọi là Centrino.

Pentium D: Được giới thiệu vào tháng 5/2005 Pentium D là công nghệ

2 nhân dựa trên kiến trúc Pentium 4, với 2 bộ nhớ đệm Cache L2 khoảng 1MB, hỗ trợ tính toán 64bits Do có 2 nhân tích hợp trong 1 chip nên tốc độ xử lý của Pentium D tăng gấp đôi so với chip 1 nhân

Intel Core 2 Duo: Được giới thiệu vào tháng 12/2006 Đây là chip được phát triển trên nền tảng vi kiến trúc Intel Core, “Duo” ở đây có nghĩa là chip được tính hợp 2 nhân Core 2 Duo là bộ vi xử lý 2 nhân thật chứ không phải 2 nhân ảo như Pentium 4 HT trước đây Core 2 Duo có tốc độ xử lý nhanh hơn Pentium 4 và Pentium D Trung bình Core 2 Duo nhanh hơn Pentium D 40%, Pentium 4 từ 2 ÷ 3 lần Core 2 Duo chạy êm và tiết kiệm năng lượng hơn 40% so với Pentium D Pentium D cũng 2 nhân, nhưng 2 nhân của Core 2 Duo chạy nhanh hơn 2 nhân của Pentium D

Intel Core 2 Quad Extreme: Được giới thiệu vào năm 2007 Đây là chip được tích hợp 4 nhân

Intel Core 2 Quad và Intel Core 2 Duo công nghệ 45nm: Được giới

thiệu vào năm 2008 Một trong những điểm nổi bật nhất của 2 dòng CPU này là dung lượng Cache L2 được tăng thêm gần gấp đôi so với các dòng CPU sản xuất trên công nghệ 65nm Cụ thể là dòng Intel Core 2 Quad có Cache L2 12MB và dòng Intel Core 2 Duo là 6MB