Tìm hiểu cấu trúc dòng máy tính sử dụng vi xử lý intel core 2 duo dell INSPIRON – 1545 CORE 2 DUO

Tìm hiểu cấu trúc dòng máy tính sử dụng vi xử lý intel core 2 duo dell INSPIRON – 1545 CORE 2 DUO

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

-

TIỂU LUẬN

Đề tài :Tìm hiểu cấu trúc dòng máy tính sử dụng vi xử lý Intel

Core 2 Duo: Dell INSPIRON – 1545 CORE 2 DUO

Giảng viên hướng dẫn : TS Hoàng Xuân Dậu

Nhóm 1 : Đỗ Thế Anh Nguyễn Việt Anh Trần Hậu Ánh Nguyễn Việt Bắc Nguyễn Lý Bằng ( nt)

HÀ NỘI 2012

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ sản xuất máy tính đang thay đổi từng ngày đặc biệt là trong ngành công nghiệp sản xuất laptop Hiệu năng máy tính ngày càng tăng , chất lượng ngày càng nâng cao và giá thành ngày càng hạ Nằm trong nội dung tiểu luận bộ môn kiến trúc máy tính : yêu cầu tìm hiểu về cấu trúc của các dòng máy tính chúng em nhóm 1 tiến hành tìm hiểu về dòng máy tính sử dụng vi xử

lý Intel Core 2 Duo: Dell INSPIRON – 1545 CORE 2 DUO Nội dung của bài tiểu luận chia làm 4 chương

Chương 1 : giới thiệu khái quát về dòng laptop Dell INSPIRON – 1545 CORE 2 DUO

Phần này giới thiệu khái quát về hệ thống máy tính theo yêu cầu – xuất xứ và các thông số chính Chương 2 : cấu trúc hệ thống

Phần này nêu cấu trúc cơ sở của bo mạch chủ của hệ thống (chipset, bus, ); mô tả CPU sử dụng,

hệ thống nhớ và các thiết bị vào ra

Chương 3 : Các đặc tính và công nghệ mới

Phần này trình bày các đặc tính nổi bật, các công nghệ mới được áp dụng mà các dòng máy đi trước chưa có

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT LAPTOP DELL INSPIRION 1545 CORE 2 DUO

II THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN

III ĐẶC ĐIỂM PHẦN CỨNG NỔI BẬT

CHƯƠNG 2 : CẤU TRÚC HỆ THỐNG MÁY TÍNH

c thông số kỹ thuật của chíp cầu bắc

d đặc điểm chip set Mobile Intel ® PM45 Express trong dell 1545

e Các tính năng và công nghệ mới của chipset

2.2 chíp cầu nam (south bridge)

a.chức năng b.vị trí của chip và cách nhận dạng :

c hoạt động của chip cầu nam

d chỉ số kỹ thuật chip IVH9-M của laptop dell

b phân loại bus, chức năng của bus

c các thông số bus trong hệ thống mainboard của DELL INSPIRON – 1545 CORE 2 DUO

II CẤU TRÚC CPU CORE 2 DUO

1.Sơ đồ khối và các thành phần

1.1 khối instruction fetch and predecode :

1.2 khối instruction queue (khối hàng đợi lệnh)

1.3 khối decode ( Khối giả mã lệnh )

1.5 reorder buffer retirement unit

1.6 schedulers-reservation station (Phần lên chương trình)

1.7 khối fpu,alu,load, store

1.8 khối cache L1,L2

CHƯƠNG 3 : CÁC DẶC TÍNH CÔNG NGHỆ NỔI BẬT CỦA LATOP SỬ DỤNG DÒNG CHIP CORE 2 DUO

I CÔNG NGHỆ MỚI CỦA CACHE TRONG KIẾN TRÚC CORE 2 DUO

1 hạn chế cache của pentium D

2 cải tiến của cache core 2 duo

3 cache core 2 duo có khả năng tiên đoán nhanh ,sâu , và chính xác

II ĐƯỜNG DẪN DỮ LIỆU 128 BIT BÊN TRONG

IV KIẾN TRÚC NHỚ MỚI

IV ĐIỀU CHỈNH TIẾT LƯU

V.BỘ GIẢI MÃ CHỈ LỆNH MACRO-FUSION

VI INTEL WIDE DYNAMIC EXECUTION

VII INTEL ADVANCED DIGITAL MEDIA BOOST

VIII INTEL POWER INTELLIGENT CAPABILITY

IX INTEL QUIET SYSTEM TECHNOLOGY

IX INTEL VIRTUALIZATION TECHNOLOGY

XI EXECUTE DISABLE BIT

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT LAPTOP DELL INSPIRION 1545 CORE 2 DUO

I XUẤT XỨ

Dell 1545 Là tiếp nối dòng máy insprision của hãng sản xuất máy tính dell mục tiêu hướng tới đối tượng nhân viên văn phòng, sinh viên

II THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN

Hãng sản xuất: Dell Inspiron Series

Kích thước màn hình: 15.6" LED Backlight wide ( màn hình đèn LED tỉ lệ 16:9 )

Hệ điều hành: Dos

CPU: Core 2 Duo P7350 (2x2GHz, FSB 800MHz, 2M L2 Cache)

MEMORY: 2048MB DDR2 /PC6400 - Bus 800Mhz

HDD: 320GB HDD (Tốc độ vòng quay 5400 r.p.m.)

VGA: Intel® GMA X4500 up to 512MB(share memory)

Chipset: Mobile Intel PM45 Express Chipset

Ổ đĩa quang - CD/DVD DVDRW Card đồ họa - Video Adapter Intel GMA X4500MHD upto 512MB

WIFI: Dell Wireless 802.11BG / Cardreader 8in1/Bluetooth

Trọng lương: 2,4Kg / OS: PC Dos / Camera 1.3Mp OS : Linux

Kích cỡ(mm): 373 x 244 x 38

Pin 6:cell

III ĐẶC ĐIỂM PHẦN CỨNG NỔI BẬT

Inspiron 1545 được trang bị ổ ghi DVD, đầu đọc thẻ nhớ, khe cắm thẻ mở rộng 34 mm

ExpressCard thay vì phiên bản 54 mm Ngoài ra, còn có ngõ cắm headphone và microphone, cùng

3 cổng USB, cổng Ethernet và cổng VGA Inspiron 1545 không có cổng kết nối đa phương tiện HDMI như phiên bản 1525 hay các netbook đời mới bây giờ

Dòng máy Dell Inspiron sử dụng màn hình tỉ lệ 16:9, Dell Inspiron 1545 được trang bị màn hình gương 15,6 inch, độ phân giải 1.366 x 768 pixel Màn hình này cho chất lượng trung bình, các đoạn văn bản hiển thị không thực sự sắc nét và góc nhìn cũng không được rộng bởi độ tương phản thấp Nếu để phục vụ nhu cầu giải trí xem phim hay ngắm các bức ảnh số, người sử dụng cũng cần tránh môi trường quá sáng và ngồi trước màn hình ở một góc độ hợp lí

Bộ loa của Dell Inspiron 1545 có thể coi là điểm sáng của cỗ máy Loa cho chất lượng âm thanh khá tốt, hơn hẳn loa của những notebook màn 15, 16-inch cùng mức giá Tuy thiếu âm bass sâu và

rõ, nhưng bù lại khả năng cộng hưởng tốt và âm thanh không bị “méo” khi mở lớn

Ẩn bên trong vỏ máy bóng bẩy, mức giá hợp lý là bộ vi xử lý Intel Core 2 Duo với từng cấp độ, từ T4200 tới T6400 Trong bài này, ta sẽ nghiên cứu Core 2 Duo T6600 (2x2.2GHz, FSB 800MHz, 2M L2 Cache) Với bộ vi xử lý này, Dell Inspiron 1545 có khả năng chạy tốt bất kì một phần mềm

nào Bộ nhớ RAM DDR2 4 dư sức cho máy hoạt động tốt trên nền hệ điều hành Windows Vista Premium phiên bản 32-bit

Card đồ họa tích hợp GMA4500 có thể không phù hợp cho việc chơi các game nặng, nhưng cũng

đủ sức chạy các ứng dụng đồ họa thông thường Với ổ cứng HDD 320 GB tốc độ 5 Ins.400

vòng/phút, Dell piron 1545 có một không gian lưu trữ tương đối rộng rãi đối với nhu cầu lưu trữ thông thường Chiếc máy này không có kết nối Bluetooth và cũng chỉ có kết nối Wireless chuẩn G

CHƯƠNG 2 : CẤU TRÚC HỆ THỐNG MÁY TÍNH

I.CẤU TRÚC BO MẠCH CHỦ

1 sơ đồ khối,các thành phần của bo mạch

Hình 2.1 hình ảnh main board dell 1545 – GM45

Hình 2.2 sơ đồ khối mainboard dell 1545 – GM45

Trong các thiết bị điện tử Bo mạch chủ là một bản mạch đóng vai trò là trung gian giao tiếp

giữa các thiết bị với nhau Một cách tổng quát, nó là mạch điện chính của một hệ thống hay thiết bị điện tử Nếu xem PC như 1 con người thì CPU là bộ não, mainboard là xương sống còn chipset chính là trái tim

Có rất nhiều các thiết bị gắn trên bo mạch chủ theo cách trực tiếp có mặt trên nó, thông qua các kết nối cắm vào hoặc dây dẫn liên kết

2 chipset

Chipset hoạt động như 1 trung tâm trung chuyển dữ liệu trong máy tính Nó điều khiển toàn bộ

dữ liệu trao đổi giữa CPU với RAM, thiết bị ngoại vi, … thông qua hệ thống bus Bus hiểu đơn giản là tuyến đường kết nối những địa điểm với nhau

2.1 chíp cầu bắc (north brigde )

a chức năng :

Liên lạc giữa các thiết bị CPU, RAM, AGP hoặc PCI Express, và chip cầu nam

Một vài loại còn chứa chương trình điều khiển video tích hợp, hay còn gọi là Graphics and

Memory Controller Hub (GMCH)

Vì các bộ xử lý và RAM khác nhau yêu cầu các tín hiệu khác nhau, một chip cầu bắc chỉ làm việc với một hoặc hai loại CPU và nói chung chỉ với một loại RAM Có một vài loại chipset hỗ trợ hai loại RAM (những loại này thường được sử dụng khi có sự thay đổi về chuẩn)

Hình 2.3 chức năng của chip cầu bắc

b vị trí của chip và cách nhận dạng

 Chip lớn nhất trên Mainboard

 Thường được gắn thêm 1 miếng tản nhiệt

 Nằm gần CPU và RAM

c thông số kỹ thuật của chíp cầu bắc

Chip cầu bắc p35 GMCH hỗ trỡ : khe cắm RDRAM cho phép tốc độ truyền dữ liệu giữa CPU và bộ nhớ đạt tới 10.6 Gigabytes/s Kênh truyền cho phép chuyển giao dữ liệu trực tiếp giữa card màn hình và bộ nhớ với tốc độ lên tới 8Gigabytes/s

d đặc điểm chip set Mobile Intel ® PM45 Express trong dell 1545

Mobile Intel ® PM45 Express Chipset cung cấp hiệu năng hệ thống tuyệt vời thông qua giao diện băng thông cao như dual-channel DDR3 và hỗ trợ bộ nhớ DDR2 bus hệ thống,

1066 MHz, PCI Express * x16 cổng đồ họa và PCI Express x1 I / O port, Serial ATA, và Hi-Speed USB 2.0 kết nối Sử dụng Chipset Mobile Intel PM45 Express bao gồm hỗ trợ cho Intel ® Active Management Technology (Intel ® AMT) 4.0, thế hệ tiếp theo của

mạng lưới khách hàng quản lý từ xa cho doanh nghiệp Sử dụng mobile Intel PM45

Express Chipset cũng bao gồm hỗ trợ đồ họa kép với * ATI CrossfireX, để chơi game 3d

e Các tính năng và công nghệ mới của chipset

1066 MHz Front Side Cung cấp tốc độ nhanh hơn truyền dữ liệu so với tốc độ bus

Intel ® Matrix Storage

trợ Cho phép hỗ trợ cho đồ họa kép cần thiết để chơi game 3d

Hình 2.4 thông số kết nối của chipset

2.2 chíp cầu nam (south bridge)

Chip cầu nam, hay còn gọi là I/O Controller Hub (ICH), là một chip đảm nhiệm những

việc có tốc độ chậm của bo mạch chủ trong chipset Khác với chip cầu bắc, chip cầu nam không được kết nối trực tiếp với CPU Đúng hơn là chip cầu bắc kết nối chip cầu nam với CPU

-Lớp thứ hai trên main (kích thước chỉ thua Chip cầu Bắc)

- Có 2 chip lớn, chíp thứ nhất là cầu Bắc thì chip còn lại là chip cầu NAM

Hình 2.6 chip cầu nam

c hoạt động của chip cầu nam

Bởi vì chip cầu nam được đặt xa CPU hơn, nó được giao trách nhiệm liên lạc với các thiết bị có tốc độ chậm hơn trên một máy vi tính điển hình Một chíp cầu nam điển hình

thường làm việc với một vài chíp cầu bắc khác, mỗi cặp chíp cầu bắc và nam phải có thiết kế phù hợp thì mới có thể làm việc với nhau

d chỉ số kỹ thuật chip IVH9-M của laptop dell

công nghệ nâng cao

Intel ® Virtualization Technology dành cho Directed I / O

Intel ® Trusted Execution Technology có

Công nghệ Intel Intel® Active Management Không

bộ vi xử lí không thể đến đó mà không có hướng dẫn

BIOS cung cấp những hướng dẫn này Một trong những nhiệm vụ mà BIOS phải thi hành:

+ Tự kiểm tra các thiết bị phần cứng của thệ thống khi nguồn bật (power-on self-test - POST) để chắc chắn rằng mọi thứ đều làm việc bình thường

+ Kích hoạt các chip BIOS khác trên những card được gắn vào máy tính Những card như card SCSI và card đồ họa thường có BIOS của riêng chúng

+ Cung cấp một tập các đường kết nối để hệ điều hành giao tiếp với các thiết bị phần cứng – chính nhờ những đường kết nối này mà BIOS được gọi là hệ thống xuất nhập cơ bản Đặc biệt khi khởi động máy, các đường kết nối này quản lí bàn phím, màn hình, các cổng tiếp nối và các cổng song song

+ Quản lí một loạt các thiết lập cấu hình cho ổ cứng, tốc độ xung, v v

d công nghệ dualBIOS trong dell 1415

DualBIOS thực chất là một công nghệ cho phép mainboard tích hợp hai chip BIOS Một loại được gọi là Main Bios (Bios chính) và một loại được gọi là Backup Bios (Bios dự phòng) Mainboard thường hoạt động với Main BIOS, nhưng nếu nó bị hư hại vì một lí

do nào đó thì backup BIOS sẽ được tự động sử dụng trong lần khởi động tiếp theo PC của bạn sẽ hoạt động giống như là trước khi main BIOS bị trục trặc

Backside Bus (BSB): BSB là bus riêng kết nối CPU với bộ nhớ cache

Frontside Bus (FSB): FSB kết nối CPU với bộ nhớ chính

AGP Bus: AGP là bus dành riêng phục vụ card giao tiếp đồ hoạ

bus AGP được kết nối thẳng với chip cầu bắc (Cải tiến so với bus PCI kết nối với chip cầu nam).Do cấu trúc này, AGP cho phép các bo mạch đồ hoạ có thể truy cập trực tiếp vào bộ nhớ của hệ thống, điều này giúp tăng đáng kể hiệu năng trên các bo mạch đồ hoạ

so với khi chúng sử dụng bus PCI trước đó Tuy nhiên bo mạch đồ hoạ những thế hệ cuối cùng sử dụng giao tiếp AGP ít khi sử dụng bộ nhớ hệ thống do chúng thường được trang bị sẵn các bộ nhớ đồ hoạ riêng

PCI Bus : PCI là một chuẩn để truyền dữ liệu giữa các thiết bị ngoại vi đến một bo mạch chủ (thông qua chip cầu nam)

c các thông số bus trong hệ thống mainboard của DELL INSPIRON – 1545 CORE 2 DUO

Xung nhịp 66Mhz/133Mhz 667MHz / 800MHz

/ 1066MHz

66Mhz/133Mhz 266Mhz/533Mhz

33Mhz/66Mhz

Tốc độ truyền

dữ liệu

250MB/s 500Mb/s 1GBps

4256 MB/s-10656 MB/s

266MB/s 533MB/s 1066Mb/s

2133Mb/s

266Mb/s 533Mb/s

II CẤU TRÚC CPU CORE 2 DUO

1.Sơ đồ khối và các thành phần

Hình 2.8 sơ đồ khối cpu core 2 duo

1.1 khối instruction fetch and predecode :

đây là khối đọc mã lệnh và tiền giả mã :

chức năng của khối là : đọc mã lệnh , giả mã sơ bộ lệnh để phân loại các lệnh thông

thường như lệnh rẽ nhánh , lệnh tuần tự , để làm giảm ùn tắc pipeline

1.2 khối instruction queue (khối hàng đợi lệnh)

Dùng để chứa đồng thời nhiều lệnh trong hàng đợi lệnh do vậy nó có thể thực hiện đồng thời nhiều lệnh cùng một lúc cụ thể

6 lệnh được ghi vào hàng đợi lệnh trong một chu kỳ

5 lệnh được đọc trong một chu kỳ

1.3 khối decode ( Khối giả mã lệnh )

chức năng của khối này là : giải mã lệnh CISC(Complex Instruction Set Computer) thành lệnh RISC((Reduced Instruction Set Computer) Bởi vì Những bộ vi xử lí chỉ sử

dụng tập lệnh RISC mà trong khi đó , hầu hết chương trình phần mềm sử dụng tập lệnh CISC do vậy để có thể chạy được những chương trình thông dụng như : Windows , Office ,cần có khối giải mã lệnh CISC thành lệnh RISC

1.4 khối rename /alloc

+ khối allocate (cấp phát )

Khối này có chức năng

 Cấp phát thanh ghi file - Register files (RF) để lưu trữ kết quả dữ liệu từ xử lí vi lệnh

 Cấp phát các bộ đệm tải ( Load Buffers - LB) hoặc bộ đệm lưu trữ ( Store Buffers

- SB )tương ứng với vi lệnh là tải hoặc lưu trữ (có nghĩa là nó sẽ đọc hoặc viết

dữ liệu từ hoặc tới bộ nhớ hệ thống RAM ),

 Cấp phát một đầu vào trên bộ nhớ hoặc xắp sếp chung tuỳ thuộc vào kiểu của vi lệnh

+ khối register renamer

thay đổi tên và nội dung của những thanh ghi được sử dụng trong chương trình thành một trong những thanh ghi có sẵn trong CPU Bởi vì Cấu trúc lệnh CISC x86 chỉ có

08 thành ghi 32-bit (EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, ESI, EDI và ESP) Số này đơn giản là quá ít , nhất là trong trường CPU có thể thực hiện đoạn mã OOO ( Out-Of-Order ) lúc đó sẽ làm hỏng nội dung của những thanh ghi đang dùng và dẫn tới làm chương trình bị lỗi

1.5 reorder buffer retirement unit

Đặt chỗ những đơn vị đệm rỗi Tác dụng của khối làm tăng tộc độ cpu , tối ưu băng thông cho bộ vi xử lý

1.6 schedulers-reservation station (Phần lên chương trình)

Nó có chức năng phân tích mỗi một vi lệnh ,sắp xếp những vi lệnh tuỳ thuộc theo kiểu của chúng Sau đó Scheduler có thể gửi đi mỗi một vi lệnh trực tiếp tới Execution Unit chính xác để xử lí Những Execution Unit được nối tới Scheduler qua 5 cổng gửi đi ( Dispatch )

Kiến trúc Core có 5 cổng gửi đi được đặt trên trạm dành riêng Reservation Station của nó ,có ba trong số chúng được sử dụng cho việc gửi các chỉ lệnh nối micro-ops đến các khối thực thi chỉ lệnh còn lại được sử dụng bởi các khối có liên quan đến bộ nhớ (Load, Store) Điều đó có nghĩa rằng các CPU đang sử dụng kiến trúc Core đó có thể gửi ba chỉ lệnh micro-ops đến khối thực thi trên một chu kỳ clock Còn đối Pentium M cũng có 5 cổng gửi đi, nhưng chỉ có hai cổng được sử dụng để gửi đi các chỉ lệnh micro-ops đến các khối thực thi

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