Vận dụng một số nguyên lý sáng tạo cơ bản TRIZ phân tích quá trình phát triển các dòng CPU

Gầnđây nhất năm 2010, ông cho xuất bản bộ sách "Sáng tạo và đổi mới" gồm 10cuốn, do Nxb Trẻ ấn hành trình bày về TRIZ mở rộng làm tài liệu cho những aiquan tâm nghiên cứu, tìm hiểu học t

I Altshuller và sự ra đời lý thuyết giải các bài toán sáng chế (TRIZ - Teoriya

Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch) 1

1 Tiểu sử Altshuller 1

2 Sơ lược về TRIZ 5

II Tìm hiểu về bộ vi xử lý máy tính (CPU-Central Processing Unit) 8

1 Giới thiệu 8

1) Khái niệm 8

2) Cấu tạo 8

3) Chức năng 8

2 Khái quát quá trình phát triển các dòng CPU 9

3 Công nghệ của CPU 18

4 Đặc trưng và ứng dụng của các dòng CPU mới nhất hiện nay 19

1) Đặc trưng của những dòng CPU Core i của Intel 19

2) Một số ứng dụng của dòng sản phẩm Core i 23

III Vận dụng một số nguyên lý sáng tạo cơ bản TRIZ phân tích quá trình phát triển các dòng CPU 24

1 Phân tích 24

1) Nguyên tắc phân nhỏ 24

2) Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 26

3) Nguyên tắc kết hợp 27

4) Nguyên tắc vạn năng 29

5) Nguyên tắc chứa trong 30

6) Nguyên tắc dự phòng 31

7) Nguyên tắc quan hệ phản hồi 33

8) Nguyên tắc tự phục vụ 34

9) Nguyên tắc đổi màu 34

10) Sử dụng các chất Oxy hóa 36

2 Hướng cải tiến 37

1) CPU có khả năng tự động phục hồi 37

2) CPU năng lượng “xanh” 37

Kết luận 38

Tài liệu tham khảo 39

I Altshuller và sự ra đời lý thuyết giải các bài toán sáng chế (TRIZ - Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch)

1 Tiểu sử Altshuller

Nếu ai đó chưa biết, chưa đọc, chưa nghiên cứu vềGenrikh Saulovich Altshuller và Lý thuyết giải các bài toánsáng chế (TRIZ) của ông thì quả là một thiệt thòi đốivới người đó Tại sao vậy? Bởi ông là một tài năng lớn, mộtngười có nhân cách sáng ngời, là một nhà khoa học rấtđáng kính trọng Đặc biệt với TRIZ, ông đã góp phần tạonên sự phát triển cho thế giới này

G.S Altshuller sinh ngày 15/10/1926 tại Taskent, thủ đô nước Cộng hoà xôviết Uzbekistan thuộc Liên Xô trước đây Sau đó gia đình ông chuyển sang sống ởBaku, thủ đô nước Cộng hoà xô viết Azerbaidgian Vào năm 14 tuổi, khi còn làhọc sinh trung học, G.S Altshuller đã có trong tay vài Bằng chứng nhận tác giảsáng chế (patent) Từ năm 1946, ông đã nung nấu ý định đầu tiên xây dựng một lýthuyết giúp bất kỳ một người bình thường nào cũng có thể thực hiện các sáng chế

mà sau này ông đặt tên là "Lý thuyết giải các bài toán sáng chế" (TRIZ). G.S.Altshuller có một thời gian phục vụ trong quân đội, là chuyên viên về patent (sángchế) thuộc hạm đội Caspian (Lý Hải). G.S Altshuller tốt nghiệp trường Đại họcCông nghiệp Ông và một người bạn (là R Shapiro) đã cùng nhau thực hiện nhiềusáng chế Năm 1949, khi tìm ra một loại thuốc nổ cực mạnh, hai ông đã viết thưthông báo trực tiếp cho Stalin với mong muốn giúp quân đội xô-viết có mộtphương tiện mạnh để chế tạo vũ khí và đồng thời đưa ra các kiến nghị đối với một

số hoạt động sáng chế ở Liên Xô Rất tiếc, do sự "hiểu lầm", hai người bị vu cáo là

có âm mưu đánh bom Quảng trường Đỏ và bị xử tù 25 năm Đến năm 1954, saukhi Stalin chết, hai ông được trả tự do và được khôi phục danh dự

G.S Altshuller trở về Baku và có một thời gian ông làm báo, trong khi vẫntheo đuổi công việc nghiên cứu xây dựng TRIZ Công trình đầu tiên về TRIZđược G.S Altshuller và Shapiro công bố trên tạp chí "Các vấn đề tâm lý học" (số6/1956) với nhan đề "Về tâm lý học sáng tạo sáng chế" Sau này, ông S.Shapiro

di cư sang Israel, chỉ còn mình G.S Altshuller tiếp tục các công việc liên quan đếnTRIZ Năm 1968, G.S Altshuller cộng tác với Hội đồng trung ương Hiệp hội toànliên bang các nhà sáng chế và hợp lý hoá Liên Xô (VOIR) thành lập Phòng thínghiệm các phương pháp sáng chế (OLMI), năm 1971 trở thành Học viện côngcộng về sáng tạo sáng chế. G.S Altshuller trực tiếp giảng dạy hai khoá tại cơ

sở này (1971-1973 và 1973-1975) Sau đó, do bất đồng quan điểm và không chịuđược sự quan liêu của các quan chức Hiệp hội, G.S Altshuller đã chấm dứt quan

hệ với họ Từ đây, G.S Altshuller chủ yếu truyền bá TRIZ thông qua các khoá học

do chính ông mở, hay do các nơi khác mời và qua các cuốn sách của ông hoặc doông cùng các học trò cộng tác viết Đến thập niên 1980, ở hàng trăm thành phố củaLiên Xô đã có các Trường, Trung tâm, Câu lạc bộ hoặc nhóm giảng dạy TRIZ.Hiệp hội TRIZ được lập năm 1989 và Tạp chí TRIZ bằng tiếng Nga ra đời năm

1990 "Phong trào TRIZ" lúc đầu hình thành và phát triển ở Liên Xô, sau đó lan racác nước xã hội chủ nghĩa khác, trong đó có Việt Nam

Mỹ là một trong những nước du nhập TRIZ (từ năm 1991), nhưng họ lạinhanh chóng nhận ra đây là "Công nghệ mới mang tính cách mạng được đưa vàonước Mỹ" và "tin rằng điều này sẽ làm tăng vị thế cạnh tranh của nước Mỹ trongnền kinh tế toàn cầu dựa trên kiến thức đang xuất hiện" Chỉ chưa đầy 10 năm,nước Mỹ đi học TRIZ, lôi kéo các chuyên gia TRIZ của Liên Xô, dịch các sáchTRIZ từ tiếng Nga sang tiếng Anh, tự xuất bản tạp chí TRIZ riêng; từ tháng 11năm 1996 thành lập TRIZ Institute (ở California), Altshuller Institute (ởMassachussets), TRIZ University Hiện nay, có nhiều công ty nổi tiếng đã sửdụng TRIZ để giải quyết những vấn đề của mình như: 3M, General Motors, Ford,BMW, Mobil Oil, Amoco Oil, Kodak, Motorola, NASA TRIZ còn được đưa vào

học trong các trường đại học ở Mỹ - Florida Atlantic University, Waynen StateUniversity Ở nhiều nước khác như Anh, Đức, Thuỵ Điển, Tây Ban Nha, Israel,Phần Lan, Hà Lan, Mexico, Úc, Pháp, Nhật Bản, Hàn Quốc cũng ngày càngquan tâm nhiều hơn đến TRIZ.

Một trong những người Việt Nam có cơ hội tiếp cận và được trực tiếp G.S.Altshuller đào tạo về TRIZ là PGS.TSKH Phan Dũng (giảng viên trường Đại họcKhoa Học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia TpHCM) ngay từ khoá học đầu tiên (1971-1973) Khi về nước, ông đã triển khai dạy thử nghiệm TRIZ (với tên gọi Phươngpháp luận sáng tạo và đổi mới) lớp đầu tiên theo hình thức ngoại khoá cho sinhviên trường Đại học Tổng hợp TpHCM Suốt từ đó đến nay, PGS Phan Dũng đã

nỗ lực không ngừng để phổ biến, truyền bá và đào tạo lĩnh vực khoa học mới mẻnày cho hàng chục vạn người Việt Nam thuộc đủ các ngành nghề, thành phầntrong xã hội Ông đã viết hàng trăm bài báo, hàng chục cuốn sách về TRIZ Gầnđây nhất (năm 2010), ông cho xuất bản bộ sách "Sáng tạo và đổi mới" (gồm 10cuốn, do Nxb Trẻ ấn hành) trình bày về TRIZ (mở rộng) làm tài liệu cho những aiquan tâm nghiên cứu, tìm hiểu học tập về lĩnh vực Khoa học sáng tạo

Năm 1991, G.S Altshuller cùng gia đình chuyển đến thành phố Petrozavodskthuộc nước Cộng hoà tự trị Karelia (Bắc Liên Xô) Thời gian này sức khoẻcủa G.S Altshuller giảm sút nhiều; nhưng ông vẫn tích cực làm việc để không chỉphát triển tiếp TRIZ mà còn bước đầu đặt nền móng cho những lý thuyết rộng hơn:

Lý thuyết tổng quát về tư duy mạnh (OTSM) và Lý thuyết phát triển nhân cách

sáng tạo (TRTL) Bên cạnh tư cách là một nhà khoa học, G.S Altshuller còn làmột nhà văn viết truyện khoa học viễn tưởng Các truyện của ông mang tính trí tuệcao, đậm đặc các ý tưởng bất ngờ, nhiều ý tưởng vượt thời gian hàng chục có khihàng trăm năm và có lẽ vì vậy không phải dễ đọc đối với những người chỉ muốnđọc để giải trí

G.S Altshuller mất ngày 24/9/1998 tại Petrozavodsk (Liên bang Nga) vàđược an táng tại Nghĩa trang danh dự của nước Cộng hoà Karelia Di sản của ông

để lại là hàng trăm ngàn học trò trên khắp thế giới, hàng chục cuốn sách, hàng trămbài báo về TRIZ, OTSM, TRTL và hàng trăm truyện khoa học viễn tưởng. G.S.Altshuller không chỉ là nhà sáng chế xuất sắc, nhà nghiên cứu mang tính cáchmạng, đột phá một lĩnh vực lâu nay được coi là huyền bí (lĩnh vực sáng tạo), nhàviết truyện khoa học viễn tưởng với một phong cách độc đáo, người tổ chức và dẫndắt "phong trào TRIZ" mà ông còn là một người sống giản dị, hết sức chu đáo, hào

hiệp với người khác, suốt đời theo đuổi mục đích giúp mỗi người trong nhân loại có những công cụ cần thiết để thực hiện một cách tốt nhất quyền mà tự nhiên trao cho mỗi người: Quyền được sáng tạo  G.S Altshuller mất đi là một

tổn thất lớn lao cho nhân loại Đã có nhiều người đề nghị lấy ngày 15/10 (ngàysinh của ông) làm Ngày của những người TRIZ, lấy tên ông đặt cho Hiệp hộiTRIZ quốc tế và thành lập Bảo tàng G.S Altshuller

2 Sơ lược về TRIZ

Phương pháp luận sáng tạo (Creativity methodology) là bộ môn khoa học cómục đích xây dựng và trang bị cho mọi nguời hệ thống các phương pháp, các kĩnăng thực hành tiên tiến về suy nghĩ để giải quyết vấn đề và quyết định một cáchsáng tạo Ý tưởng “khoa học tư duy sáng tạo” đã có từ lâu Nhà toán học Hy lạpPappos (thế kỉ thứ III) gọi khoa học này là Heuristics, là khoa học về các phươngpháp và quy tắc làm sáng chế, phát minh trong mọi lĩnh vực khoa học, kĩ thuật,văn học, nghệ thuật, chính trị, triết học, toán, quân sự…Tuy nhiên, việc nghiêncứu có hệ thống và trình bày lại một cách đầy đủ cho từng phương pháp thì mãiđến đầu thế kỉ thứ XX mới xuất hiện Sau đây là một số phương pháp đang đượcdạy, học và áp dụng một cách rộng rãi trên thế giới:

- Tấn công não (Brainstorming) do Alex Osborn (Mỹ) đề xuất năm 1938.

- Đối tượng tiêu điểm (Focal Objects) do F.Kunze (Đức) đề xuất năm

1926 và được C.Waiting (Mỹ) hòan thiện năm 1950

- Phân tích hình thái (Morphological Analysis) do F Zwicky (Mỹ) đề

- Giản đồ ý (Mind Maps) do Tony Buzan (Anh) đề xuất năm 1960

- Sử dụng các phép tương tự (Synectics) doW.Gordon (Mỹ) đề xuất năm1952

- Lý thuyết giải các bài toán sáng chế TRIZ (viết tắt từ tiếng Nga: Teoriya

Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch), tên tiếng Anh của TRIZ là

Theory of Inventive Problem Solving do G.S Altshuller (Nga) đề xuất

năm 1946

Trong các phương pháp kể trên, phương pháp luận sáng tạo TRIZ là một lýthuyết với hệ thống công cụ thuộc loại hoàn chỉnh nhất trong lĩnh vực khoa họcsáng tạo Từ năm 1991, TRIZ được các nước phương Tây và Mỹ tiếp nhận, phổ

biến thành một môn khoa học dùng cho cả thế giới Ở Mỹ, TRIZ được phát triểnmột cách nhanh chóng và sâu rộng, từ tháng 11 năm 1996 đã xuất bản tạp chíchuyên về TRIZ, Viện Altshuller nghiên cứu TRIZ, thành lập Đại học TRIZ…Hiện nay, khá nhiều công ty, tổ chức nổi tiếng sử dụng TRIZ để giải quyết cácvấn đề kĩ thuật như: General Motors, Ford, BMW, Kodak, Siemens, Boing,NASA, Airbus…

Trong lĩnh vực giáo dục, đã có nhiều tổ chức trường học nghiên cứu áp dụngTRIZ để nâng cao hiệu quả dạy và học, nhất là với các môn khoa học tự nhiên.TRIZ đã đưa vào giảng dạy ở các trường đại học, viện nghiên cứu ở Anh, Đức,Thụy Điển, Mỹ, Tây Ban Nha, Phần Lan…

Trong bất kỳ lĩnh vực nào, thông qua việc giải quyết thành công nhiều bàitoán, người ta có thể rút ra được các bí quyết giúp giải quyết các vấn đề tronglĩnh vực đó nhanh hơn, hiệu quả hơn so với phương pháp thử và sai Những bí

quyết như vậy gọi là các thủ thuật sáng tạo Nói cách khác, các thủ thuật có thể

được coi là những phương pháp nhỏ, đơn giản nhất G.S Altshuller còn gọi cácthủ thuật là các nguyên tắc

G.S Altshuller cho rằng sáng tạo sáng chế chính là giải quyết các mâu thuẫn

kỹ thuật tạo ra sự phát triển Vì vậy, tiêu chuẩn lựa chọn các thủ thuật là phải cókhả năng giải quyết các mâu thuẫn kỹ thuật trong các bài toán sáng tạo sáng chế.Ông cũng phát hiện ra rằng những bài toán thuộc các lĩnh vực khác nhau cónhững mâu thuẫn kỹ thuật phổ biến giống nhau Để giải chúng, có những thủthuật giống nhau tương ứng Vì vậy, các thủ thuật sáng tạo mà G.S Altshullertìm ra có phạm vi áp dụng rất rộng

Từ năm 1946, số lượng các thủ thuật mà G.S Altshuller tìm ra tăng dần theo

thời gian, đến năm 1970 ông chọn ra 40 thủ thuật sáng tạo cơ bản Các thủ thuật

mà G.S Altshuller tìm ra có tính hệ thống, chúng hỗ trợ cho nhau, bổ sung chonhau trong việc giải quyết bài toán

Về nguyên tắc, các thủ thuật sáng tạo có thể tìm được bằng cách sau:

Vấn đề chung Giải pháp chung

- Nhà nghiên cứu đặt ra và tưởng tượng trả lời các câu hỏi một cách logic:

“Giá mình đang ở sáng chế tiền thân, cần nghĩ về hướng nào để tạo ratính mới trong sáng chế cải tiến, đồng thời giải quyết mâu thuẫn kỹ thuật

có trong sáng chế tiền thân?”

- So sánh và đặt các câu hỏi cho rất nhiều cặp sáng chế cải tiến - tiền thân,

nhà nghiên cứu thu được rất nhiều câu trả lời Xử lý những câu trả lờinày, nhà nghiên cứu có thể khái quát được các thao tác tư duy đơn giản,tương đối độc lập và thường được sử dụng để giải quyết các loại mâu

thuẫn kỹ thuật thường gặp, tạo ra sự phát triển

Sơ đồ giải quyết vấn đề theo TRIZ

Sơ đồ trên mô tả cách đưa ra giải pháp khi gặp vấn đề theo phương phápTRIZ Đó là, khi gặp 1 vấn đề cụ thể, ta cần tìm các vấn đề chung liên quan đếnvấn đề cụ thể đó Sau đó, tham khảo các giải pháp chung để đưa ra giải pháp cụthể

Tóm lại, TRIZ là một công cụ hỗ trợ cho sự sáng tạo, nhằm :

- Tăng cường tính hệ thống của quá trình sáng tạo, rút ngắn thời gian, tiếtkiệm công sức

- Làm cho quá trình sáng tạo trở thành một khoa học, có những tiêu chí,nguyên tắc nhất định chứ không phải một quá trình mày mò, may rủi

- Rèn luyện cho con người, đặc biệt cho người học khả năng sáng tạo, khảnăng thích ứng, khả năng và kĩ năng giải quyết vấn đề.

II Tìm hiểu về bộ vi xử lý máy tính (CPU-Central Processing Unit)

1 Giới thiệu

1) Khái niệm

CPU được viết tắt từ cụm từ Central Processing Unit (tiếng Anh), tạm dịch

là đơn vị xử lí trung tâm CPU có thể được xem như não bộ, một trong những

phần tử cốt lõi nhất của máy vi tính

2) Cấu tạo

CPU có nhiều kiểu dáng khác nhau Ở hình thức đơn giản nhất, CPU là mộtcon chip với vài chục chân Phức tạp hơn, CPU được ráp sẵn trong các bộ mạchvới hàng trăm con chip khác CPU là một mạch xử lý dữ liệu theo chương trìnhđược thiết lập trước Nó là một mạch tích hợp phức tạp gồm hàng triệu transitortrên một bảng mạch nhỏ

CPU được cấu tạo bởi nhiều bộ phận khác nhau và mỗi bộ phận có chức năngchuyên biệt gồm:

- Control Unit (CU): Điều khiển các hoạt động bên trong CPU.

- Đơn vị xử lý logic (ALU): Tính toán số nguyên và các phép toán logic

(And, Or, Not, X-or)

- Đơn vị xử lý số học (FPU): Tính toán số thực.

- Bộ giải mã lệnh (IDU): Chuyển đổi các lệnh của chương trình thành các

yêu cầu cụ thể

- Bộ nhớ đệm (Cache): Lưu trữ dữ liệu tạm thời trong quá trình xử lý.

- Thanh ghi (Register): Chứa thông tin trước và sau khi xử lý.

- Các bus vào - ra (I/O Bus): Hệ thống đường dẫn tín hiệu kết nối các

thành phần của CPU với nhau và với bo mạch chủ (MB)

3) Chức năng

Chức năng cơ bản của máy tính là thực thi chương trình Chương trình đượcthực thi gồm một dãy các chỉ thị được lưu trữ trong bộ nhớ Đơn vị xử lý trung tâm(CPU) đảm nhận việc thực thi này Quá trình thực thi chương trình gồm hai bước:CPU đọc chỉ thị từ bộ nhớ và thực thi chỉ thị đó Việc thực thi chương trình là sựlặp đi lặp lại quá trình lấy chỉ thị và thực thi chỉ thị

2 Khái quát quá trình phát triển các dòng CPU

Sự ra đời và phát triển của CPU từ năm 1971 cho đến nay với các tên gọi tươngứng với công nghệ và chiến lược phát triển kinh doanh của hãng Intel: CPU 4004,CPU 8088, CPU 80286, CPU 80386, CPU 80486, CPU 80586, Core i3, i5, i7.Tóm tắt qua sơ đồ mô tả:

Lịch sử phát triển của CPU1) Bộ vi xử lý 4 bit

4004 là bộ vi xử lý đầu tiên được Intel giới thiệu vào tháng 11 năm 1971, sử dụng trong máy tính (calculator) của Busicom 4004 có tốc độ 740KHz, khả năng

xử lý 0,06 triệu lệnh mỗi giây (milion instructions per second –  MIPS); được sảnxuất trên công nghệ 10 µm, có 2.300 transistor (bóng bán dẫn), bộ nhớ mở rộngđến 640 byte. 4040, phiên bản cải tiến của 4004 được giới thiệu vào năm 1974, có3.000 transistor, tốc độ từ 500 KHz đến 740KHz

2) Bộ vi xử lý 8 bit

8008 (năm 1972) được sử dụng trong thiết bị đầu cuối Datapoint 2200 củaComputer Terminal Corporation (CTC) 8008 có tốc độ 200kHz, sản xuất trêncông nghệ 10 µm, với 3.500 transistor, bộ nhớ mở rộng đến 16KB.

8080 (năm 1974) sử dụng trong máy tính Altair 8800, có tốc độ gấp 10 lần

8008 (2MHz), sản xuất trên công nghệ 6 µm, khả năng xử lý 0,64 MIPS với 6.000transistor, có 8 bit bus dữ liệu và 16 bit bus địa chỉ, bộ nhớ mở rộng tới 64KB

8085 (năm 1976) sử dụng trong Toledo scale và những thiết bị điều khiểnngoại vi 8085 có tốc độ 2MHz, sản xuất trên công nghệ 3 µm, với 6.500transistor, có 8 bit bus dữ liệu và 16 bit bus địa chỉ, bộ nhớ mở rộng 64KB

bộ nhớ mở rộng tới 1MB Các phiên bản của 8088 gồm 5 MHz và 8 MHz

80186 (năm 1982) còn gọi là iAPX 186 Sử dụng chủ yếu trong những ứngdụng nhúng, bộ điều khiển thiết bị đầu cuối Các phiên bản của 80186 gồm 10 và

12 MHz

80286 (năm 1982) được biết đến với tên gọi 286, là bộ vi xử lý đầu tiên củaIntel có thể chạy được tất cả ứng dụng viết cho các bộ vi xử lý trước đó, đượcdùng trong PC của IBM và các PC tương thích 286 có 2 chế độ hoạt động: chế độthực (real mode) với chương trình DOS theo chế độ mô phỏng 8086 và không thể

sử dụng quá 1 MB RAM; chế độ bảo vệ (protect mode) gia tăng tính năng của bộ

vi xử lý, có thể truy xuất đến 16 MB bộ nhớ 80286 sử dụng công nghệ 1,5 µm,

134.000 transistor, bộ nhớ mở rộng tới 16 MB Các phiên bản của 286 gồm 6, 8,

10, 12,5, 16, 20 và 25MHz

4) Bộ vi xử lý 32 bit vi kiến trúc NetBurst (NetBurst Micro – Architecture)Intel386 gồm các họ 386DX, 386SX và 386SL Intel386DX là bộ vi xử lý 32bit đầu tiên Intel giới thiệu vào năm 1985, được dùng trong các PC của IBM và PCtương thích Intel386 là một bước nhảy vọt so với các bộ vi xử lý trước đó Đây là

bộ vi xử lý 32 bit có khả năng xử lý đa nhiệm, nó có thể chạy nhiều chương trìnhkhác nhau cùng một thời điểm 386 sử dụng các thanh ghi 32 bit, có thể truyền 32bit dữ liệu cùng lúc trên bus dữ liệu và dùng 32 bit để xác định địa chỉ Cũng như

bộ vi xử lý 80286, 80386 hoạt động ở 2 chế độ: real mode và protect mode.386DX sử dụng công nghệ 1,5 µm, 275.000 transistor, bộ nhớ mở rộng tới 4GB.Các phiên bản của 386DX gồm 16, 20, 25 và 33 MHz (công nghệ 1 µm)

386SX (năm1988) sử dụng công nghệ 1,5 µm, 275.000 transistor, kiến trúc 32bit bên trong, 16 bit bus dữ liệu ngoài, 24 bit bus địa chỉ, bộ nhớ mở rộng 16MB;gồm các phiên bản 16, 20, 25 và 33 MHz

386SL (năm1990) được thiết kế cho thiết bị di động, sử dụng công nghệ 1 µm,855.000 transistor, bộ nhớ mở rộng 4GB; gồm các phiên bản 16, 20, 25 MHz.486DX ra đời năm 1989 với cấu trúc bus dữ liệu 32 bit 486DX có bộ nhớ sơcấp (L1 cache) 8 KB để giảm thời gian chờ dữ liệu từ bộ nhớ đưa đến, bộ đồng xử

lý toán học được tích hợp bên trong Ngoài ra, 486DX được thiết kế hàng lệnh(pipeline), có thể xử lý một chỉ lệnh trong một xung nhịp 486DX sử dụng côngnghệ 1 µm, 1,2 triệu transistor, bộ nhớ mở rộng 4GB; gồm các phiên bản 25 MHz,

486SL (năm 1992) là bộ vi xử lý đầu tiên dành cho máy tính xách tay (MTXT),

sử dụng công nghệ 0,8 µm, 1,4 triệu transistor, bộ nhớ mở rộng 4GB; gồm các

phiên bản 20, 25 và 33 MHz Intel Pentium, bộ vi xử lý thế hệ kế tiếp 486 ra đờinăm 1993 Cải tiến lớn nhất của Pentium là thiết kế hai hàng lệnh (pipeline), dữliệu bên trong có khả năng thực hiện hai chỉ lệnh trong một chu kỳ, do đó Pentium

có thể xử lý chỉ lệnh nhiều gấp đôi so với 80486 DX trong cùng thời gian Bộ nhớ

sơ cấp 16KB gồm 8 KB chứa dữ liệu và 8 KB khác để chứa lệnh Bộ đồng xử lýtoán học được cải tiến giúp tăng khả năng tính toán đối với các trình ứng dụng.Pentium sử dụng công nghệ 0,8 µm chứa 3,1 triệu transistor, có các tốc độ 60,

66 MHz (socket 4 273 chân, PGA) Các phiên bản 75, 90, 100, 120 MHz sử dụngcông nghệ 0,6 µm chứa 3,3 triệu transistor (socket 7, PGA) Phiên bản 133, 150,

166, 200 sử dụng công nghệ 0,35 µm chứa 3,3 triệu transistor (socket 7, PGA)Pentium MMX (năm 1996), phiên bản cải tiến của Pentium với công nghệMMX được Intel phát triển để đáp ứng nhu cầu về ứng dụng đa phương tiện vàtruyền thông MMX kết hợp với SIMD (Single Instruction Multiple Data) chophép xử lý nhiều dữ liệu trong cùng chỉ lệnh, làm tăng khả năng xử lý trong các tác

vụ đồ họa, đa phương tiện

Pentium MMX sử dụng công nghệ 0,35 µm chứa 4,5 triệu transistor, có các tốc

độ 166, 200, 233 MHz (Socket 7, PGA)

Pentium Pro Nối tiếp sự thành công của dòng Pentium, Pentium Pro được Intelgiới thiệu vào tháng 9 năm 1995, sử dụng công nghệ 0,6 và 0,35 µm chứa 5,5 triệutransistor, socket 8387 chân, Dual SPGA, hỗ trợ bộ nhớ RAM tối đa 4GB Điểmnổi bật của Pentium Pro là bus hệ thống 60 hoặc 66MHz, bộ nhớ đệm L2 (cacheL2) 256KB hoặc 512KB (trong một số phiên bản) Pentium Pro có các tốc độ 150,

166, 180, 200 MHz

Pentium II (năm 1997), phiên bản cải tiến từ Pentium Pro được sử dụng trongnhững dòng máy tính cao cấp, máy trạm (workstation) hoặc máy chủ (server).Pentium II có bộ nhớ đệm L1 32KB, L2 512KB, tích hợp công nghệ MMX đượccải tiến giúp việc xử lý dữ liệu video, audio và đồ họa hiệu quả hơn Pentium II có

đế cắm dạng khe – Single-Edge contact (SEC) 242 chân, còn gọi là Slot 1

Bộ vi xử lý Pentium II đầu tiên, tên mã Klamath, sản xuất trên công nghệ 0,35

µm, có 7,5 triệu transistor, bus hệ thống 66 MHz, gồm các phiên bản 233, 266,300MHz

Pentium II, tên mã Deschutes, sử dụng công nghệ 0,25 µm, 7,5 triệu transistor,gồm các phiên bản 333MHz (bus hệ thống 66MHz), 350, 400, 450 MHz (bus hệthống 100MHz) Celeron (năm 1998) được “rút gọn” từ kiến trúc bộ vi xử lýPentium II, dành cho dòng máy cấp thấp Phiên bản đầu tiên, tên mã Covingtonkhông có bộ nhớ đệm L2 nên tốc độ xử lý khá chậm, không gây được ấn tượng vớingười dùng Phiên bản sau, tên mã Mendocino, đã khắc phục khuyết điểm này với

bộ nhớ đệm L2 128KB

Covington sử dụng công nghệ 0,25 µm, 7,5 triệu transistor, bộ nhớ đệm L132KB, bus hệ thống 66MHz, đế cắm 242 chân Slot 1 SEPP (Single Edge ProcessorPackage), tốc độ 266, 300 MHz

Mendocino cũng sử dụng công nghệ 0,25 µm có đến 19 triệu transistor, bộ nhớđệm L1 32KB, L2 128KB, bus hệ thống 66 MHz, đế cắm Slot 1 SEPP hoặc socket

370 PPGA, tốc độ 300, 333, 366, 400, 433, 466, 500, 533 MHz

Pentium III (năm 1999) bổ sung 70 lệnh mới (Streaming SIMD Extensions –SSE) giúp tăng hiệu suất hoạt động của bộ vi xử lý trong các tác vụ xử lý hình ảnh,audio, video và nhận dạng giọng nói Pentium III gồm các tên mã Katmai,Coppermine và Tualatin

Katmai sử dụng công nghệ 0,25 µm, 9,5 triệu transistor, bộ nhớ đệm L1 32KB,L2 512KB, đế cắm Slot 1 SECC2 (Single Edge Contact cartridge 2), tốc độ 450,

500, 550, 533 và 600 MHz (bus 100 MHz), 533, 600 MHz (bus 133 MHz)

Coppermine sử dụng công nghệ 0,18 µm, 28,1 triệu transistor, bộ nhớ đệm L2

256 KB được tích hợp bên trong nhằm tăng tốc độ xử lý Đế cắm Slot 1 SECC2hoặc socket 370 FC-PGA (Flip-chip pin grid array), có các tốc độ như 500, 550,

600, 650, 700, 750, 800, 850 MHz (bus 100MHz), 533, 600, 667, 733, 800, 866,

933, 1000, 1100 và 1133 MHz (bus 133MHz)

Tualatin áp dụng công nghệ 0,13 µm có 28,1 triệu transistor, bộ nhớ đệm L132KB, L2 256 KB hoặc 512 KB tích hợp bên trong bộ vi xử lý, socket 370 FC-PGA (Flip-chip pin grid array), bus hệ thống 133 MHz Có các tốc độ như 1133,

1200, 1266, 1333, 1400 MHz

Celeron Coppermine (năm 2000) được “rút gọn” từ kiến trúc bộ vi xử lýPentium III Coppermine, còn gọi là Celeron II, được bổ sung 70 lệnh SSE Sửdụng công nghệ 0,18 µm có 28,1 triệu transistor, bộ nhớ đệm L1 32KB, L2 256

KB tích hợp bên trong bộ vi xử lý, socket 370 FC-PGA, Có các tốc độ như 533,

566, 600, 633, 667, 700, 733, 766, 800 MHz (bus 66 MHz), 850, 900, 950, 1000,

1100, 1200, 1300 MHz (bus 100 MHz) Tualatin Celeron (Celeron S) (năm 2000)được “rút gọn” từ kiến trúc bộ vi xử lý Pentium III Tualatin, áp dụng công nghệ0,13 µm, bộ nhớ đệm L1 32KB, L2 256 KB tích hợp, socket 370 FC-PGA, bus hệthống 100 MHz, gồm các tốc độ 1,0, 1,1, 1,2, 1,3 và 1,4 GHz

Pentium 4 là bộ vi xử lý thế hệ thứ 7 dòng x86 phổ thông, được giới thiệu vàotháng 11 năm 2000 Pentium 4 sử dụng vi kiến trúc NetBurst có thiết kế hoàn toànmới so với các bộ vi xử lý cũ (PII, PIII và Celeron sử dụng vi kiến trúc P6) Một sốcông nghệ nổi bật được áp dụng trong vi kiến trúc NetBurst như Hyper PipelinedTechnology mở rộng số hàng lệnh xử lý, Execution Trace Cache tránh tình trạnglệnh 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; cáccông nghệ Advanced Transfer Cache, Advanced Dynamic Execution, EnhancedFloating point và Multimedia Unit, Streaming SIMD Extensions 2 (SSE2) cũngđược cải tiến nhằm tạo ra những bộ vi xử lý tốc độ cao hơn, khả năng tính toánmạnh hơn, xử lý đa phương tiện tốt hơn Pentium 4 đầu tiên (tên mã Willamette)xuất hiện cuối năm 2000 đặt dấu chấm hết cho “triều đại” Pentium III Willamettesản xuất trên công nghệ 0,18 µm, có 42 triệu transistor (nhiều hơn gần 50% so vớiPentium III), bus hệ thống (system bus) 400 MHz, bộ nhớ đệm tích hợp L2 256

KB, socket 423 và 478 P4 Willamette có một số tốc độ như 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7,1,8, 1,9, 2,0 GHz

Bộ vi xử lý Celeron được thiết kế với mục tiêu dung hòa giữa công nghệ và giá

cả, đáp ứng các yêu cầu phổ thông như truy cập Internet, Email, chat, xử lý cácứng dụng văn phòng

Celeron Willamette 128 (2002), bản “rút gọn” từ Pentium 4 Willamette, sảnxuất trên công nghệ 0,18 µm, bộ nhớ đệm L2 128 KB, bus hệ thống 400 MHz,socket 478 Celeron Willamette 128 hỗ trợ tập lệnh MMX, SSE, SSE2 Một số bộ

vi xử lý thuộc dòng này như Celeron 1.7 (1,7 GHz) và Celeron 1.8 (1,8 GHz).Celeron NorthWood 128, “rút gọn” từ Pentium 4 Northwood, công nghệ 0,13

µm, bộ nhớ đệm tích hợp L2 128 KB, bus hệ thống 400 MHz, socket 478 CeleronNorthWood 128 cũng hỗ trợ các tập lệnh MMX, SSE, SSE2, gồm Celeron 1.8A,2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8 tương ứng với các tốc độ từ 1,8 GHz đến2,8 GHz

Celeron D (Presscott 256), được xây dựng từ nền tảng Pentium 4 Prescott, sảnxuất trên công nghệ 90nm, bộ nhớ đệm tích hợp L2 256 KB (gấp đôi dòng CeleronNorthWood), bus hệ thống 533 MHz, socket 478 và 775LGA Ngoài các tập lệnhMMX, SSE, SSE2, Celeron D hỗ trợ tập lệnh SSE3, một số phiên bản sau có hỗtrợ tính toán 64 bit Celeron D gồm 310, 315, 320, 325, 325J, 326, 330, 330J, 331,

335, 335J, 336, 340, 340J, 341, 345, 345J, 346, 350, 351, 355 với các tốc độ tươngứng từ 2,13 GHz đến 3,33 GHz

Pentium 4 Extreme Edition (P4EE) xuất hiện vào tháng 9 năm 2003, là bộ vi

xử lý được Intel “ưu ái” dành cho game thủ và người dùng cao cấp P4EE đượcxây dựng từ bộ vi xử lý Xeon dành cho máy chủ và trạm làm việc Điểm nổi bậtcủa P4EE là bổ sung bộ nhớ đệm L3 2 MB Phiên bản đầu tiên của Pentium 4 EE(nhân Gallatin) sản xuất trên công nghệ 0,13 µm, bộ nhớ đệm L2 512 KB, L3 2

MB, bus hệ thống 800 MHz, sử dụng socket 478 và 775LGA, gồm P4 EE 3.2 (3,2GHz), P4 EE 3.4 (3,4 GHz)

5) Bộ vi xử lý 64 bit vi kiến trúc NetBurst (NetBurst Micro – Architecture)

Vi kiến trúc NetBurst 64 bit (Extended Memory 64 Technology – EM64T) đầutiên được Intel sử dụng trong bộ vi xử lý Pentium 4 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 bộ vi xử lý 620) có hỗ trợ côngnghệ Enhanced SpeedStep để tối ưu tốc độ làm việc nhằm tiết kiệm điện năng Các

bộ vi xử lý 6×2 có thêm công nghệ ảo hóa (Virtualization Technology) Prescott2M có một số tốc độ như P4 HT 620 (2,8 GHz), 630 (3,0 GHz), 640 (3,2 GHz),

650 (3,4 GHz), 660, 662 (3,6 GHz) và 670, 672 (3,8 GHz)

Prescott Cedar Mill (năm 2006) hỗ trợ các tập lệnh và tính năng tương tựPrescott 2M nhưng không tích hợp Virtualization Technology Cedar Mill đượcsản xuất trên công nghệ 65nm nên tiêu thụ điện năng thấp hơn, tỏa nhiệt ít hơn cácdòng trước, gồm 631 (3,0 GHz), 641 (3,2 GHz), 651 (3,4 GHz) và 661 (3,6 GHz).Pentium D (2005), Pentium D (tên mã Smithfield, 8xx) là bộ vi xử lý lõi kép(dual core) đầu tiên của Intel, được cải tiến từ Pentium 4 Prescott nên cũng gặpmột số hạn chế như hiện tượng thắt cổ chai do băng thông bộ vi xử lý ở mức 800MHz (400 MHz cho mỗi lõi), điện năng tiêu thụ cao, tỏa nhiều nhiệt Smithfieldđược sản xuất trên công nghệ 90nm, có 230 triệu transistor, bộ nhớ đệm L2 2 MB(2×1 MB, không chia sẻ), bus hệ thống 533 MHz (805) hoặc 800 MHz, socket775LGA Ngoài các tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3, Smithfield được trang bịtập lệnh mở rộng EMT64 hỗ trợ đánh địa chỉ nhớ 64 bit, công nghệ EnhancedSpeedStep (830, 840) Một số bộ vi xử lý thuộc dòng này như Pentium D 805(2,66 GHz), 820 (2,8 GHz), 830 (3,0 GHz), 840 (3,2 GHz) Cùng sử dụng vi kiếntrúc NetBurst, Pentium D (mã Presler, 9xx) được Intel thiết kế mới trên công nghệ65nm, 376 triệu transistor, bộ nhớ đệm L2 4 MB (2×2 MB), hiệu năng cao hơn,nhiều tính năng mới và ít tốn điện năng hơn Smithfield Pentium D 915 và 920 tốc

độ 2,8 GHz, 925 và 930 (3,0GHz), 935 và 940 (3,2 GHz), 945 và 950 (3,4 GHz),

960 (3,6GHz) Presler dòng 9×0 có hỗ trợ Virtualization Technology

Pentium Extreme Edition (năm 2005): Bộ vi xử lý 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 rộngđến 2 MB (2×1 MB), hỗ trợ tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3, công nghệ HT,

Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST) và EM64T Pentium 840 EE (3,20GHz, bus hệ thống 800 MHz, socket 775LGA) là một trong những bộ vi xử lýthuộc dòng này Pentium EE Presler sử dụng công nghệ 65 nm, bộ nhớ đệm L2được mở rộng đến 4 MB (2×2 MB), hỗ trợ tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3,Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), EM64T và VirtualizationTechnology Một số bộ vi xử lý thuộc dòng này là Pentium EE 955 (3,46GHz) vàPentium EE 965 (3,73GHz) có bus hệ thống 1066 MHz, socket 775.

6) Bộ vi xử lý 64 bit kiến trúc Core

Tại diễn đàn IDF đầu năm 2006, Intel đã giới thiệu kiến trúc Intel Core vớinăm cải tiến quan trọng là khả năng mở rộng thực thi động (Wide DynamicExecution), tính năng quản lý điện năng thông minh (Intelligent PowerCapability), chia sẻ bộ nhớ đệm linh hoạt (Advanced Smart Cache), truy xuất bộnhớ thông minh (Smart Memory Access) và tăng tốc phương tiện số tiên tiến(Advanced Digital Media Boost) Những cải tiến này sẽ tạo ra những bộ vi xử lýmạnh hơn, khả năng tính toán nhanh hơn và giảm mức tiêu thụ điện năng, tỏa nhiệt

ít hơn so với kiến trúc NetBurst

Intel Core 2 Duo: bộ vi xử lý lõi kép sản xuất trên công nghệ 65 nm, hỗ trợSIMD instructions, công nghệ Virtualization Technology cho phép chạy cùng lúcnhiều hệ điều hành, tăng cường bảo vệ hệ thống trước sự tấn công của virus(Execute Disable Bit), tối ưu tốc độ bộ vi xử lý nhằm tiết kiệm điện năng(Enhanced Intel SpeedStep Technology), quản lý máy tính từ xa (Intel ActiveManagement Technology) Ngoài ra, còn hỗ trợ các tập lệnh MMX, SSE, SSE2,SSE3, SSSE3 Core 2 Duo (tên mã Conroe) có 291 triệu transistor, bộ nhớ đệm L2

4 MB, bus hệ thống 1066 MHz, socket 775LGA Một số bộ vi xử lý thuộc dòngnày: E6600 (2,4 GHz), E6700 (2,66 GHz) Core 2 Duo (tên mã Allendale) E6300(1,86 GHz), E6400 (2,13 GHz) có 167 triệu transistor, bộ nhớ đệm L2 2MB, bus

hệ thống 1066 MHz, socket 775LGA E4300 (1,8 GHz) xuất hiện năm 2007 có bộnhớ đệm L2 2 MB, bus 800 MHz, không hỗ trợ Virtualization Technology

Core 2 Extreme: bộ vi xử lý lõi kép dành cho game thủ sử dụng kiến trúc Core,

có nhiều đặc điểm giống với bộ vi xử lý Core 2 như công nghệ sản xuất 65nm, hỗtrợ các công nghệ mới Enhanced Intel SpeedStep Technology, Intel x86-64,Execute Disable Bit, Intel Active Management, Virtualization Technology, IntelTrusted Execution Technology, … và các tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3,SSSE3 Core 2 Extreme (tên mã Conroe XE) (tháng 7 năm 2006) với đại diệnX6800 2,93 Ghz, bộ nhớ đệm L2 đến 4 MB, bus hệ thống 1066 MHz, socket775LGA Cuối năm 2006, con đường phía trước của bộ vi xử lý tiếp tục rộng mởkhi Intel giới thiệu bộ vi xử lý 4 nhân (Quad Core) như: Core 2 Extreme QX6700,Core 2 Quad Q6300, Q6400, Q6600 và bộ vi xử lý 8 nhân trong vài năm tới Chắcchắn những bộ vi xử lý này sẽ thỏa mãn nhu cầu người dùng đam mê công nghệ vàtốc độ

3 Công nghệ của CPU

Hyper Threading Technology (HTT): là công nghệ siêu phân luồng cho phép

giả lập thêm CPU luận lý trong cùng một CPU vật lý, giúp CPU có thể xử lý đượcnhiều thông tin hơn

Mô tả xử lý HTT

Multi Core (đa nhân): Công nghệ chế tạo CPU có hai hay nhiều nhân, xử lý

vật lý hoạt động song song với nhau, mỗi nhân đảm nhận những công việc riêngbiệt nhau

Mô tả xử lý Multi Core

Intel® Turbo Boost: Là công nghệ nâng hiệu suất máy tính lên thêm 20%,

giúp hệ thống hoạt động nhanh hơn và kéo dài thời lượng pin, bằng cách tự độngđiều chỉnh xung nhịp của từng nhân độc lập cho phù hợp với nhu cầu xử lý

Mô hình Turbo Boost

4 Đặc trưng và ứng dụng của các dòng CPU mới nhất hiện nay

1) Đặc trưng của những dòng CPU Core i của Intel

Intel cho ra đời theo từng bộ vi xử lý (BVXL) ứng với chủng loại của máy tính

và theo từng kiến trúc khác nhau Sau đây là những kiến trúc cơ bản của từng dòngCPU core i:

 Core i3:

o Cho PC :