NGHIÊN cứu CPU đa NHÂN

Đề tài : Nghiên cứu CPU đa nhân BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY CP ĐIỆN TỬ VÀ TIN HỌC VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VIETTRONICS KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỂ TÀI: NGHIÊN CỨU CPU ĐA NHÂN Người hướng dẫn Đơn vị Sinh viên thực Lớp Ngành : ThS.Vũ Anh Tài : Công nghệ thông tin : Phạm Nam Hà : 2CT10B : Kĩ thuật máy tính quản trị mạng Hải phòng, tháng năm 2015 Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân LỜI CẢM ƠN Được phân công Khoa Công Nghê Thông Tin - Trường Cao Đẳng Viettronics, đồng ý Thấy giáo hướng dẫn ThS Vũ Anh Tài em thực đề tài “ Nghiên Cứu CPU đa nhân” Để thực khóa luận này, suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường cao đẳng đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cô, gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sau sắc em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Công Nghê Thông Tin – Trường Cao Đẳng Viettronics với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý bấu cho chúng em suốt thời gian học tập trường.Xin chân thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn ThS Vũ Anh Tài tận tình, chu đáo hướng dẫn em thực khóa luận Nếu lời hướng dẫn, dạy bảo thầy em nghĩ đê tài khóa luận em khó hoàn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Mặc dù có nhiều có gắng để thực đề cách hoàn chỉnh Song buổi đầu làm quen với công tác nghiên cứu, tiếp cận thực tế hạn chế kiến thức kinh nghiệp nên tránh khỏi thiếu sót định mà thân chưa thấy Em mong góp ý quý Thầy, Cô giáo để khóa luận hoành chỉnh Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy Cô Khoa Công Nghệ Thông Tin toàn thể Thầy Cô trường Cao Đẳng Viettronics thật dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày….tháng….năm… Sinh Viên (ký ghi rõ họ tên) Phạm Nam Hà Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp thực tiễn Kết cấu đề tài 1.1 Khái niệm CPU 10 1.2 Giới thiệu CPU Intel 10 1.2.1 Sơ lược tập đoàn Intel 10 1.2.2 Các dòng CPU destop Intel: 10 1.2.3 Các dòng CPU laptop Intel 14 1.2 Giới thiệu CPU AMD 16 1.2.1 Sơ lược tập đoàn AMD .16 1.2.2 Các dòng CPU destop AMD 17 1.2.3 Các dòng CPU laptop AMD 19 2.1 Đặc trưng CPU 2.1.1 Tốc độ làm việc 22 22 2.1.2 Tốc độ xử lý tốc độ Bus CPU 23 2.1.3 Đơn vị giao tiếp (BUS) 24 2.1.5 BUS liệu (Data BUS) 25 2.1.6 BUS điều khiển (Control BUS) .26 2.1.7 Kiến trúc nội 26 2.1.8 Bộ nhớ đệm Cache 26 Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân 2.1.8.1 Memory cache: .27 2.1.9 Tập lệnh (intrucsion set) 28 2.1 Cấu tạo 29 2.1.1 Các thành phần CPU .29 2.1.2 Các chức CPU .29 2.2 Nguyên tắc hoạt động CPU 30 2.2.1 Nguyên lý hoạt động .30 3.1 Giới thiệu chung 34 3.1.1 Khái niệm 34 3.1.2 Thế hệ CPU đa nhân 34 3.1.3 Các hệ 36 3.1.4 Thệ Core i 38 3.2 Ứng dụng CPU đa nhân thực tiễn 43 4.1 Các lỗi thường gặp CPU Destop 46 4.1.1 Các lỗi thường gặp CPU INTEL 46 4.1.2 Các lỗi thường gặp CPU AMD 47 4.2 Các lỗi thường gặp CPU Laptop 48 4.2.1 Toshiba : 48 4.2.2 Hp-Compaq 48 4.2.3 Dell 49 4.3 Các Bước Khắc Phục Cơ Bản: 50 4.3.1 Không để treo máy 50 4.3.2 Kiểm tra RAM 50 4.3.3 Cài đặt chương trình phù hợp 50 4.3.4 Làm mát không cần đến đế giải nhiệt 51 4.3.5 Chỉnh trang thiết bị ngoại vi .51 Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân TỔNG KẾT 52 Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân DANH MỤC BẢNG BIỂU , HÌNH ẢNH, CHỮ CÁI VIẾT TẮT Danh mục bảng biểu 1.1 Danh sách sản phẩm CPU hãng Intel…………………………………………… 22 1.2 Danh sách sản phẩm CPU hãng AMD……………………………………………22 Hình ảnh Hình 1.1: Pentium Katmai 11 Hình 1.2: Pentium III XEON .11 Hình 1.3: Pentium IV 11 Hình 1.4: Pentium D .11 Hình 5: Dual Core E6500 12 Hình 1.6: Core Duo T7300 12 Hình 1.7: Core Quad Q6600 .12 Hình 1.8: Core i3 530 13 Hình 1.9: Core i5 750 13 Hình 1.10: Core i7 920 13 Hình 1.11: Intel - Pentium III Mobile 14 Hình 1.12: Intel Mobile Pentium 14 Hình 1.13: Intel Pentium Dual-Core Mobile Processor T2130 14 Hình 1.14: Intel Core Duo T7300 .15 Hình 1.15: Core quad Q9000 15 Hình 1.16: Core™2 Solo Processor ULV SU3500 15 Hình 1.17: Core i3 330 16 Hình: 1.18: Core i5 430M .16 Hình 1.19: Core i7 -72QM 16 Hình 1.20: AMD Athlon™ II X2 550 17 Hình 1.21: AMD Athlon II X3 425 .17 Hình 1.22: AMD Athlon™ II X4 620 18 Hình 1.23: AMD Phenom™ II X2 240 18 Hình: 1.24: AMD Phenom™ II X3 710 .18 Hình: 1.25: AMD Phenom™ II X4 945 .19 Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân Hình: 1.26: Athlon™ X2 Dual-Core 250 .19 Hình: 1.27: AMD Sempron™ LE-1250 19 Hình 1.28: AMD Turion™ 64 X2 Mobile Technology TL-58 20 Hình 1.29: Athlon neo X2 L510 20 Hình 2.1: Minh họa bên CPU có 12 đường truyền liệu gọi Data Bus có 12 bit 22 Hình 2.2: Minh họa tốc độ xử lý (CPU speed) tốc độ Bus (FSB) CPU 23 Hình 2.3: Mô tả L1, L2 cache CPU đa nhân .27 Hình 2.4:Sơ đồ cấu tạo đơn giản 29 Hình 2.5 Cấu tạo transistor 30 Hình 2.6: sơ đồ chu kỳ làm việc CPU đời cũ 32 Hình 2.7: Sơ đồ chu kỳ làm việc CPU hỗ trợ pipelining 33 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ VÀ THẾ HỆ CÁC CPU ĐA NHÂN 34 Hình 3.1:Công nghệ siêu phân luồng 35 Hình 3.2:Mô tả L1, L2 caches CPU Core Duo .37 Hình 3.3 Intel core i dòng CPU phổ biến 38 Hình 3.4 Intel core I Haswel, giúp utrabook mỏng nhẹ .41 Hình 3.6 Quy tắc phân biệt dòng CPU 42 Hình 4.1: Ví dụ minh họa .46 Hình 4.2: Lỗi hở chân socket .47 Các chữ viết tắt CPU : Central Processing Unit (Đơn Vị Xử Lý Trung Tâm) FSB : Front Site Bus ( Bus phía trước, tốc độ vào chân CPU) CU : Control Unit ( Đơn vị điều khiển) ALU : Arithmetic and Logic Unit ( Đơn vị số học luận lý) HTT : Hyper-Threading Technology ( Công Nghệ Hyper-Threading –siêu phân luồng) Cache : Bộ nhớ đệm SocKet : Số lượng chân vào CPU Bus : Tốc độ nhập xuất dư liệu Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Do nhu cầu xử lý đa nhiệm: Có nhiều phần mềm hoạt động đồng thời chế độ (background) hệ điều hành - Máy chủ kết hợp đồng thời cung cấp nhiều dịch vụ Các phần mềm, trình duyệt cần nhiều không gian tốc độ: xử lý đồ họa, biên tập video, nghe nhạc, chơi game….nếu tốc độ không tăng lên thông tin xử lý chậm chạp chí treo máy Nếu số lượng ứng dụng nhiều xử ký máy tình có CPU độc lập hệ thống thực nhanh hơn, không xảy chậm, lỗi hệ thống, treo máy… Vậy nên, để đáp ứng nhu cầu người sử dụng máy tính việc lực xử lý CPU tăng lên điều tất yếu CPU có khả nhiều luồng, đa nhân, có công nghệ siêu phân luồng…thì xử lý công việc nhanh Đề tài: Nghiên cứu CPU đa nhân Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu CPU máy tính làm gì, khác biệt loại CPU Tìm hiểu xem mà kỹ thuật luận lý số vô đơn giản lại cho phép máy tính làm nhiều việc, từ chơi game, soạn văn việc đọc thư điện tử hay nghe nhạc, xem phim…… Nhiệm vụ nghiên cứu Tìm hiểu CPU gì? Cấu tạo nguyên tắc hoạt động Tính năng, đặc trưng CPU đa nhân Khắc phục lỗi thường gặp CPU PC Laptop Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu CPU, CPU đa nhân Công nghệ sản xuất CPU Các Hãng sản xuất CPU Công Nghệ, Lịch sử CPU giới Phương pháp nghiên cứu Đọc tài liệu( Sách, hình ảnh, tài liệu internet….) Sử dụng kinh nghiệm khắc phục lỗi thường gặp CPU PC Laptop Tham khảo ý kiến Thầy hướng dẫn Những đóng góp thực tiễn Hiểu ý nghĩa thông số CPU ( tư vấn lựa chọn ) Khắc phục lỗi từ CPU Kết cấu đề tài Đề tài gồm phần chính: Giới thiệu CPU hãng sản xuất Cấu tạo & nguyên tắc hoạt động Công nghệ, hệ CPU đa nhân Khắc phục lỗi CPU PC & Laptop CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ CPU CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ CPU 1.1 Khái niệm CPU CPU từ viết tắt cụm Central Processing Unit (Đơn Vị Xử Lý Trung Tâm), phận tính toán máy tính Nó cấu thành đơn vị số học-lôgic (ALU) đơn vị điều khiển Ngày nay, CPU hầu hết máy tính chứa trọn vẹn chip đơn CPU, đồng hồ nhớ thành phần yếu tạo nên máy vi tính bạn Nhưng hệ thống máy tính hoàn chỉnh cần đòi hỏi thêm thành phần khác như: đơn vị điều khiển, thiết bị nhập, xuất lưu trữ liệu hệ điều hành Chiếc máy tính mà bạn dùng để đọc trang thông tin sử dụng CPU giúp bạn làm công việc CPU xem "quả tim" máy tính thông thường nào, dù máy tính để bàn, máy chủ hay máy tính xách tay CPU bạn loại Pentium, K6, PowerPC, Sparc hay nhãn hiệu hay loại CPU nào, tất chúng thực gần thứ với cách thức gần Nếu bạn tự hỏi CPU máy tính bạn làm gì, bạn quan tâm khác biệt loại CPU, thông tin mà cung cấp giúp bạn tìm hiểu xem mà kỹ thuật luận lý số vô đơn giản lại cho phép máy tính làm nhiều việc, từ chơi game, soạn văn việc đọc thư điện tử hay nghe nhạc, xem phim 1.2 Giới thiệu CPU Intel 1.2.1 Sơ lược tập đoàn Intel Tập đoàn Intel (Integrated Electronics) thành lập vào ngày 18/7/1968, lúc tập đoàn hợp thiết bị điện tử, sản xuất Santa Clara, (California, USA) nhà hoá học kiêm vật lí học Gordon E.Moore Robert Noyce, sau họ rời khỏi công ty Fairchild Semiconductor 1.2.2 Các dòng CPU destop Intel: • Pentium 3:  Pentium III Katmai: : tốc độ: 600 MHz ,FSB:100 MHz, 32KB cache l1, 512KB cache l2,socket 242(slot 1) ,sản xuất công nghệ: 0,25µm ,công xuất tiêu thụ 34.5w 10 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ VÀ THẾ HỆ CÁC CPU ĐA NHÂN Tăng tốc phương tiện số tiên tiến giúp tăng tốc thực thi tập lệnh SEE (Streaming SIMD Extension), cho phép hỗ trợ phép toán 128 bit, tức gấp đôi so với CPU cũ hãng • Với phát triển nhanh công nghệ, thời gian ngắn, hãng sản xuất CPU cho đời loại bốn nhân dành cho dòng máy tính cá nhân để bàn máy trạm, máy chủ Tuy phần mềm hỗ trợ chưa nhiều, đa phần người sử dụng chưa nâng cấp lên loại CPU hai nhân hãng bắt đầu giảm giá thành sản phẩm để cạnh tranh hấp dẫn người sử dụng Với đời vi xử lý bốn nhân Quad-Core Xeon dòng 7300, thời điểm quý IV năm 2007, Intel hoàn chỉnh kế hoạch chuyển CPU sang vi kiến trúc core sau chưa đầy 15 tháng xuất Hiện nhà máy vệ tinh sản xuất CPU Intel không sản xuất loại CPU hệ cũ (Pentium D, Pentium EE), sản phẩm hoàn toàn lại dạng tồn kho Những CPU bốn nhân Intel lại ghép nối hai CPU hai nhân thành CPU bốn nhân 3.1.4 Thệ Core i 3.1.4.1 Giới thiệu chung Core i: (5 hệ Nehalem, Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell) Kể từ mắt, dòng CPU Intel Core I trải qua hệ Nehalem, Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell Broadwell Thế hệ nâng cấp khả xử lí trang bị card đồ họa tích hợp mạnh hệ trước Thế hệ hệ có hiệu mạnh mẽ công nghệ đại Hình 3.3 Intel core i dòng CPU phổ biến 38 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ VÀ THẾ HỆ CÁC CPU ĐA NHÂN Các dòng sản phẩm Intel Core i Hiện nay, CPU Intel Core i có dòng sản phẩm với hiệu tăng dần Core i3, Core i5 Core i7 • Tất vi xử lý dòng Core i3 có nhân, laptop hay máy để bàn Vi xử lý Core i3 hỗ trợ công nghệ đa luồng Hyper Threading, song lại Turbo Boost cho phép tự động ép xung vi xử lý chạy tác vụ nặng • Core i5 dòng sản phẩm trung cấp Các chip Core i5 cho desktop phần lớn có nhân (chỉ số có nhân) có công nghệ Turbo Boost, song lại Hyper Threading Core i5 laptop có nhân song tất có công nghệ Turbo Boost Hyper Threading • Core i7 với hiệu mạnh mẽ công nghệ đại Tất sản phẩm Core i7 có công nghệ Turbo Boost Hyper Threading Core i7 desktop có nhân Core i7 laptop có nhân 3.1.4.2 Các công nghệ sử dụng Core i: Công nghệ Turbo Boost : Turbo Boost tính có vi xử lý Core i5 i7 dòng Intel Core i cho phép vi xử lý tạm thời tự ép xung Tính giúp cho vài nhân cần xử lý nặng tự tăng xung nhịp giúp tăng hiệu xử dụng điện hiệu xử lý cho sản phẩm Hyper Threading Technology (HTT): Hyper Threading Technology công nghệ siêu phân luồng luồng (HT – Hyper Threading) giúp các nhân xử lý giả lập thêm nhân để xử lý Tính giúp CPU xử lý nhiều luống liệu số nhân thực có sẵn Công nghệ có tất dòng hệ vi xử lý Intel Core i 39 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ VÀ THẾ HỆ CÁC CPU ĐA NHÂN 3.1.4.3 Các hệ chip Intel Core i: Nehalem (Thế hệ đầu) Kiến trúc Nehalem Core i Intel thiết kế để thay kiến trúc Core cũ, Nehalem sản xuất quy trình 32nm Với Core I hệ Nehalem, Intel lần tích hợp công nghệ Turbo Boost với Hyper Threading (công nghệ siêu phân luồng - HT) chip giúp tăng hiệu đáng kể so với hệ chip xử lý trước Sandy Bridge (Thế hệ thứ 2) Sandy Bridge người kế nhiệm kiến trúc Nehalem Kiến trúc Sandy Bridge tiếp tục sử dụng quy trình 32nm so với Nehalem GPU (nhân xử lý đồ họa) với CPU (bộ vi xử lý trung tâm) sản xuất quy trình 32 nm năm nằm đế Thiết kế giúp giảm diện tích tăng khả tiết kiệm điện nhờ CPU GPU sử dụng chung nhớ đệm Ngoài ra, lực mã hóa/giải mã video tăng đáng kể với tính Intel Quick Sync Video.Tính Turbo Boost nâng cấp với phiên 2.0 Ivy Bridge (Thế hệ thứ 3) So với Sandy Bridge, Ivy Bridge Intel sử dụng quy trình sản xuất 22 nm sử dụng công nghệ bóng bán dẫn 3D Tri-Gate Quy trình sản xuất giúp giảm diện tích đế mà tăng đáng kể số lượng bóng bán dẫn CPU Ivy Bridge tích hợp sẵn chip đồ họa hỗ trợ DirectX 11 HD 4000, có khả phát video siêu phân giải xử lý nội dung 3D Haswell (Thế hệ thứ 4) Thế hệ chip xử lý Haswell tập trung vào thiết bị “2 1” Intel giảm kích thước vi xử lí Core cho phép sản xuất mẫu ultrabook mỏng hơn, mà giúp cho đời thiết bị (hay gọi thiết bị lai laptop tablet) mỏng Chip quản lý nhiệt Haswell giúp thiết bị ultrabook chạy mát mẻ 40 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ VÀ THẾ HỆ CÁC CPU ĐA NHÂN Hình 3.4 Intel core I Haswel, giúp utrabook mỏng nhẹ Haswel Intel tuyên bố tiết kiệm điện gấp 20 lần so với Sandy Bridge chế độ chờ hiệu đồ họa tăng đáng kể Bên cạnh việc nâng cấp từ chip đồ họa Intel HD 4000, Intel bổ sung thêm dòng chip đồ họa mạnh mẽ Iris/ Iris Pro dành cho chip cao cấp Broadwel (thế hệ thứ 5) Là hệ gia đình Intel, Broadwell phiên thu nhỏ Haswell, nói phiên thu nhỏ kích thước vật lý chip mà thu nhỏ bóng bán dẫn tạo nên não CPU Hình 3.5 Ví dụ minh họa 41 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ VÀ THẾ HỆ CÁC CPU ĐA NHÂN Intel Broadwell sử dụng bóng bán dẫn có kích thước 14nm, gần nửa so với haswell 1/5 so với hệ Intel tự hào cho biết Broadwell hoạt động hiệu haswell 30%, có nghĩa tiêu thụ điện 30% mang đến hiệu cao tốc độ xung nhịp Intel Broadwell hứa hẹn tạo cách mạng với ưu điểm như: tiết kiệm PIN, nâng cao hiệu suất…… 3.1.4.4 Cách phân biệt dòng CPU Core i qua tên gọi: Với nhiều hệ CPU Core i, người dùng dễ dàng phân biệt hệ sản phẩm thông qua cách đặt tên Intel Cách đặt tên cho dòng CPU Intel Core i thông qua công thức sau: Hình 3.6 Quy tắc phân biệt dòng CPU Tên xử lý = Thương hiệu (Intel Core) + Tên dòng CPU – Số thứ tự hệ (Thế hệ kí tự này) + SKU + Ký tự đặc điểm sản phẩm Ví dụ : CPU Core i Nehalem (Thế hệ 1) tên gọi có dạng: Intel Core i3 - 520M, Intel Core i5 - 282U… Ý nghĩa số ký tự cuối tên sản phẩm (Ngoài số ký tự khác) E (Chip E): Chip hai lõi, cân hiệu giá thành Q (chip Q): Chip lõi, cho hiệu cao cấp, phù hợp với laptop có nhu cầu sử dụng cao U (Chip U): Đây CPU tiết kiệm lượng thường có xung nhip (Tốc độ GHz) thấp, thường sử dụng sản phẩm trọng đến việc tiết kiệm lượng M (Chip M): Đây CPU dành cho Laptop thông thường có xung nhip cao mạnh mẽ Thường sử dụng Laptop chơi game sử dụng đồ họa nặng 42 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ VÀ THẾ HỆ CÁC CPU ĐA NHÂN 3.1.4.5 Các lựa chọn phù hợp CPU core i Core i3 ứng dụng máy tính cá nhân sử dụng đồ họa, xử lý công việc thông dụng hỗ trợ công nghệ windows 64 bit với chương trình đồ họa: photoshop CS4, Corel X4, Plash FX … loại phù hợp cho người dùng phổ thông: học sinh, sinh viên, nhân viên văn phòng Core i5 dùng nhiều máy tính cần phải xử lý công việc nhiều hiệu thiết kế đồ họa việc xây dựng lên hệ thống ảo hóa phục vụ công việc nghiên cứu học tập nâng cao dùng cho người dùng tầm trung: học sinh, sinh viên học chuyên ngành công nghệ thông tin, nhân viên văn phòng cao cấp cần xử lý nhiều công việc đồ họa cao cấp Core i7 với kiến trúc nhân luồn liệu nên thường dùng vào công việc đồ họa giao diện 64 bit cần độ xử lý tốc độ cực nhanh: thiết kế hình vẽ 3D, 4D dựng phim 4D….xây dựng hệ thống ảo hóa với quy mô lớn phục vụ công việc nghiên cứu công nghệ Dùng cho người dùng cao cấp, người dùng chuyên nghiệp: chuyên thiết kế đồ họa, chế âm hình ảnh, sản xuất phim ảnh, sinh viên học chuyên ngành đồ họa máy tính, chế phim hoạt hình… 3.2 Ứng dụng CPU đa nhân thực tiễn *Có hay không việc sử dụng CPU đa nhân? Có! Vì với CPU thứ 2,3,4… thêm vào cho phép máy tính bạn làm nhiều việc, xử lý nhiều tác vụ lúc Nếu dùng PC có chip nhân, bạn hẳn dễ dàng nhận thấy khác biệt sau nâng cấp máy tính lên chip nhân: máy chạy mượt mà hơn, ứng dụng không gặp tượng chậm, lag… Bên cạnh đó, cho dù bạn không chạy nhiều ứng dụng lúc, PC bạn thường chạy ngầm tác vụ Bởi thế, ngày bạn nên trang bị cho PC chip có nhân xử lý trở lên muốn hệ thống hoạt động mượt mà *Vậy có phải tăng số nhân CPU tốc độ xử lý tăng ? Câu trả lời Không! Hiện nay, nhiều chương trình máy tính chương trình đơn luồng (single-threaded), tức không tận dụng 43 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ VÀ THẾ HỆ CÁC CPU ĐA NHÂN CPU đa nhân Chúng phải chạy nhân mà Bởi thế, chip có số nhân gấp đôi không đồng nghĩa với việc hiệu tăng lên lần Nếu bạn có ứng dụng đơn luồng chạy hệ thống có CPU nhân tốc độ GHz, ứng dụng chạy tốc độ GHz mà Ứng dụng dùng tới nhân xử lý, nhân lại nằm trạng thái idle (nghỉ) Nếu có tác vụ khác yêu cầu, nhân vào hoạt động Nhìn chung với tác vụ thông thường mà ta hay sử dụng hàng ngày, chip nhân xung nhịp cao cho bạn cảm giác nhanh so với chip nhân (có xung nhịp thấp hơn), đơn giản nhiều phần mềm lập trình để tận dụng tối ưu CPU nhân Nhưng với tác vụ nặng nề tối ưu cho nhân chip nhân nhanh hẳn so với chip nhân, dù xung nhịp có cao đến đâu (các game 3D nặng, phần mềm biên tập phim, xử lý ảnh…) Một ví dụ cụ thể: Chip Intel Core i3 2100 (2 nhân xung nhịp 3,1GHz) máy tính tất Gateway ZX6961-UB20P đạt 2.639 điểm PCMark (là ứng dụng để thể lực làm việc thông thường hàng ngày), đạt 2.99 điểm Cinebench R11.5 (phép thử lực dựng hình 3D) Trong chip Intel Core i5 2500S (4 nhân) với xung thấp nhiều 2,7GHZ có mức điểm PCMark 2.190 điểm lại đạt đến 4.45 điểm CineBench Điều chứng tỏ: Với tác vụ nặng có tối ưu tốt cho đa nhân cpu nhân bỏ xa nhân, dù xung nhịp có thấp nhiều Trong ví dụ trên, i5 2500s nhờ có đệm lớn số nhân nhiều nên cho kết vượt trội i3 2100 ứng dụng 3D nặng nề ( Thiết kế đồ họa, PTS, Game ) Còn i3 2100 lại trội xử lý tác vụ, ứng dụng hàng ngày ( lướt web, gửi mail….) *Vậy lựa nên lựa chọn CPU đa nhân thê ? Nếu bạn đắn đo 2,4,6….nhân, bạn có câu trả lời dựa vào nhu cầu Bạn sử dụng cho nhu cầu thông thường lướt web với số tab lớn, check nhiều tài khoản email, chơi game đơn giản Angry Bird, chip 44 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ VÀ THẾ HỆ CÁC CPU ĐA NHÂN nhân đem lại trải nghiệm tốt với giá thành hợp lý Nếu bạn người đam mê game 3D, chuyên dựng phim chỉnh sửa hình ảnh, CPU nhân lựa chọn tối ưu cho bạn, có giá thành cao giúp bạn tiết kiệm nhiều thời gian chờ đợi, mà cuối bạn người hưởng lợi Tuy nhiên, mua máy mới, thường có xu hướng chọn cấu hình mạnh mức nhu cầu thông thường Nhưng máy tính không bao gồm CPU, kết hợp nhiều thành phần khác, ví dụ CPU có nhanh tới đâu mà HDD chậm chạp, thiếu Ram… bạn phải chờ tải file CPU trạng thái chờ, hao phí, gọi tượng “thắt cổ chai” Do không thiết phải CPU mạnh nhất, mà chọn cấu hình cân CPU, mainboard, RAM, HDD/SSD nguồn (PSU – máy để bàn), đồng thời thứ nhỏ khác khả giải nhiệt keo tản nhiệt thoát khí thùng máy, giúp máy bạn đạt hiệu tối ưu chạy ổn định thời gian dài Cuối cùng, lựa chọn phụ thuộc nhiều vào túi tiền sở thích bạn, xét cho cùng, CPU nhân hay 4-6 nhân để phục vụ cho nhu cầu công việc, giải trí mà thôi, nhiều hay nhân không quan trọng hài lòng bạn 45 CHƯƠNG CÁC LỖI THƯỜNG GẶP Ở CPU VÀ CÁCH KHẮC PHỤC CHƯƠNG 4.CÁC LỖI THƯỜNG GẶP Ở CPU VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 4.1 Các lỗi thường gặp CPU Destop 4.1.1 Các lỗi thường gặp CPU INTEL * Windows chạy khoảng phút xuất hình xanh thông báo lỗi (thường gọi “dumping blue screen”), sau máy bị treo lúc khởi động lại CPU bị xác lập cho chạy tốc độ quy định Cần kiểm tra xác lập lại tốc độ cho CPU, lỗi CPU bị hư hỏng Chú ý: Trước phải xác định hệ thống giải nhiệt, RAM, card cắm thêm, Windows hoạt động tốt * Máy treo chạy thời gian định (thí dụ 15, 20 phút) Hình 4.1: Ví dụ minh họa Hệ thống giải nhiệt không hoạt động hoạt động không tốt Cần làm vệ sinh quạt giải nhiệt CPU, quạt giải nhiệt khác bo mạch chủ quạt giải nhiệt nguồn Bạn cần ý làm bụi cho nhôm giải nhiệt quạt chạy tốt mà nhôm bị bám bụi dầy CPU hay chíp vi xử lý khác không thoát nhiệt được) Ngoài ra, CPU bị nóng nhiều (nhưng chưa đến mức treo máy) làm Windows chạy không ổn định, thường xuyên báo lỗi mà không tìm nguyên nhân 46 CHƯƠNG CÁC LỖI THƯỜNG GẶP Ở CPU VÀ CÁCH KHẮC PHỤC * Máy phát âm còi xe cấp cứu, kéo dài khoảng 20 đến 30 giây Nhiệt độ CPU tăng mức quy định nên phận quản lý nhiệt độ bo mạch chủ phát báo động Kiểm tra lại hệ thống giải nhiệt cho CPU, ý cột gọn dây nhợ thùng máy để tránh trường hợp chúng vướng vào quạt làm quạt không chạy (có thể cháy quạt kéo theo cháy CPU) Bạn nên vào BIOS kiểm tra xem mức nhiệt độ xác lập ngưỡng báo động có thấp không 4.1.2 Các lỗi thường gặp CPU AMD Chủ yếu tiếp xúc không tốt 4.1.2.1 Lỗi không tiếp xúc tốt: - Đối với socket 478 AMD2 phải cẩn thận tháo miếng gặt chân màu sáng (chiếm 1/2 bên bề mặt socket) vệ sinh = RP7 quan sát kỹ coi có bị ten, rỉ hay không Nếu có vệ sinh cạo thật để CPU socket tiếp xúc trở lại - Đối với socket 775 quan sát kỹ xem có bị cong chân tiếp xúc Vệ sinh thật nhẹ để tránh cong chân tiếp xúc 4.1.2.2 Lỗi hở chân socket: Hình 4.2: Lỗi hở chân socket - Đối với lọai socket dùng chân gầm (không xuyên qua mainboard) kiểu chipset Trường hợp khó chuẩn đoán - Có thể dùng thiết bị “test socket” (xem hình) để kiểm tra tình trạng tiếp xúc Socket CPU 47 CHƯƠNG CÁC LỖI THƯỜNG GẶP Ở CPU VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 4.2 Các lỗi thường gặp CPU Laptop 4.2.1 Toshiba : (Theo nhận xét Toshiba dùng tốt, mẫu mã tạm) • M40-45 : hay bi không nguồn lỗi mainboard phần công suất nguồn A80-A85 : hay bị lỗi ko nhận keyboard chạm keyboard, lỗi IO mainboard • • S100 portege : chuyên bị sọc hình vga nóng M100-105-115 : không lên hình, trắng hình card VGA gây ra., không xạc pin lỗi mạch xạc., không nguồn lỗi mạch công suất nguồn • A135-A105 : chay chípet ATI chuyên bị lỗi ko lên hình hay ko nhận usb, lỗi chipset ATI gây Lỗi không nguồn mạch nguồn gây • A135-A105 : chạy chipset Intel bị không nguồn mâch nguồn, không lên hình chip VGA gây • • l30-35 : không lên hình hay ko nhận usb chipset gây Tecra M2-3-4 : hay bị lỗi ko lên hình chipset vga gây sau 2-3 nam sử dụng • M200 : thường bh dòng bị lỗi nên yên tam mà dùng , đừng đổ nước cafe vào may ok • 4.2.2 Hp-Compaq nx5000-nc6000 : hay bi lỗi nguồn mở lên nháy đèn tắt-> lỗi chip điều khiển nguồn gây • • Dv1000 : bị lỗi không nguồn mạch công suất nguồn bị lỗi • Compaq M2000-V2000 : bị lỗi ko nguồn mạch công suất nguồn bị lỗi DV2000 : chip AMD, nvidia 6150 hay bị lỗi ko nhận wireless ko lên hình chip Nvidia gây • 48 CHƯƠNG CÁC LỖI THƯỜNG GẶP Ở CPU VÀ CÁCH KHẮC PHỤC DV2000 : chip intel bị lỗi ko nguồn công suất mạch, lỗi mạch xạc nên ko xạc được, lỗi tiếng công suất loa, loa rè Lỗi không lên hình chip Nvidia 7200 gây • • V3000 : lỗi tương tự DV2000 Dv4000 : sau dùng tam năm hay bị không lên hình không nhận usb lỗi chipset intel gây • NX6120-NC6220 : hay bị lỗi treo không lên hình chipset intel gây ra, không xạc mạch xạc bị lỗi, không nguồn mạch công suất nguồn • NX 6310- 6320 : lỗi ko nguồn mạch công suất, không lên hình chipset intel gây • DV6000-DV9000 : dùng chip CPU AMD hay bị lỗi ko nhận wireless sau không lên hình lỗi chip Nvidia gây • DV6000-DV9000 : dùng chip CPU Intel voi vga Nvidia 7400, 7600 hay bị lỗi sọc hình không lên hình chip nvidia gây • Dv2500-V3500: dùng VGA rời nvidia 8400gs bị lỗi ko lên hình sọc hình, chia hình sau năm sử dụng, lỗi chip Nvidia gây • Dv6500-Dv9500 : bị lỗi sọc hình, không lên hình chip nvidia 8400GS, 8600 dùng chip VGA rời • 4.2.3 Dell • Inspiron 6400 : kô ;lên hình hay bị lỗi VGA ATI X1400 • Inspiron 1705 : ko lên hình card vga Nvidia 7900GS Inspiron 1420 : ko lên nguôn mạch công suất, ko lên hình dùng VGA Nvidia 8400GS bị sọc hình trắng hình Nvidia 8400GS gây • Vostro 1400 : ko nguồn mạch công suất nguồn, ko lên hình dùng VGA Nvidia 8400GS trắng hình, sọc hình Nvidia 8400GS gây • • Vostro 1500 : ko lên hình trắng hình VGA 8400gs gây 49 CHƯƠNG CÁC LỖI THƯỜNG GẶP Ở CPU VÀ CÁCH KHẮC PHỤC XPS 1330-1210 : dùng VGA rời 8400Gs nvidia, 7400 hay bị bệnh ko lên hình, sọc hình, trắng hình lỗi VGA gây XPS 1330 hay bị phần nguồn mạch nguồn bị lỗi • • D630 latitude : bị lỗi VGA dùng VGA rời NVS 135M nóng 4.3 Các Bước Khắc Phục Cơ Bản: 4.3.1 Không để treo máy Tắt nút nguồn để thoát khỏi treo Đợi phút khởi động lại Đặc biệt ý đến vấn đề bảo vệ máy di chuyển, ràng buộc máy chắn balô, tránh việc máy bị lắc sốc mạnh dẫn đế nhỏng ổ cứng (HDD) Nguyên nhân gây treo máy tệ toàn liệu Ngoài ra, thấy máy phát tiếng kêu lạ kẹt kẹt to dấu hiệu thể HDD xuống sức Bạn cần chép liệu sang CD lưu trữ đề phòng HDD hỏng 4.3.2 Kiểm tra RAM Bạn phải quan tâm nhiều đến RAM đơn giản RAM hỏng, máy chẳng chịu nhúc nhích chút nào, có chút ánh sáng đèn báo hiệu, ổ cứng HDD, pin sau tắt Có trường hợp máy lên hình hình xanh với thông báo Dumping RAM tắt sau Tháo RAM vệ sinh sạch: Mở hộp chứa RAM -> tháo RAM -> vệ sinh nhẹ nhàng chấu cắm -> Gắn cẩn thận vào kiểm tra lại Máy có hai hộp RAM thế, vệ sinh tương tự Nhớ tháo hộp RAM thứ hai gắn hộp RAM thứ vào Thao tác gắn RAM phải cẩn thận gắn không khiến cho hình Dos (màn hình đen bên ngoài) bị thu nhỏ hình khởi động Win 4.3.3 Cài đặt chương trình phù hợp Sở dĩ bạn cần quan tâm đến điều bạn làm cho hệ thống mắc lỗi không hoạt động đụng phần mềm mà nguyên nhân khiến hệ thống thông tin biểu chữ, hình ảnh lem nhem, lòe loẹt Xem lại Win cài có thích hợp không Ví máy dùng Win XP home lại đem 50 CHƯƠNG CÁC LỖI THƯỜNG GẶP Ở CPU VÀ CÁCH KHẮC PHỤC cài XP Pro SP2 Thường Win có version thấp Win nguyên để update gây tượng Có thể theo dõi thêm cable nối hình chipset card video có lỏng hay hỏng hóc không Chọn driver card hình theo chuẩn nhà sản xuất để update 4.3.4 Làm mát không cần đến đế giải nhiệt Khá nhiều người dùng laptop than phiền máy nóng nhanh ngại vác theo đế giải nhiệt thời gian hoạt động laptop ngày dài từ - liên tục ngày Đặc biệt tượng cháy nổ laptop thời gian gần xảy Ngay laptop, vào Bios -> Advanced Setting -> Device Option, bật chức "Fanalways on when using AC Power", chọn "Always on" để quạt chạy liên tục Automatic tự động để máy nóng quạt hoạt động Ngoài ra, bạn tải thêm phần mềm PC Wizard đo nhiệt độ laptop để tiện theo dõi: cpuid.com/pcwizard.php Nhiệt độ lý tưởng từ 30- 40 độ C 4.3.5 Chỉnh trang thiết bị ngoại vi Mặc dù thiết bị vi adapter, bàn phím, cổng USB ,chuột, loa bạn cần có chế độ thường xuyên theo dõi chăm sóc vệ sinh định kỳ để bảo quản tạo đồng cho hệ thống 51 CHƯƠNG CÁC LỖI THƯỜNG GẶP Ở CPU VÀ CÁCH KHẮC PHỤC TỔNG KẾT Qua Khóa Luận tốt nghiệp Đề tài Nghiên Cứu CPU đa nhân Em nắm bắt lịch sử phát triển hãng sản xuất CPU, Cấu tạo & Nguyên tắc hoạt động CPU Hiểu biết hệ CPU đa nhân, công nghệ chế tạo công nghệ cải tiến so với CPU đơn nhân Từ phân loại, đánh giá dòng sản phẩm CPU thị trường giúp lựa chọn CPU phù hợp, hiệu công việc tiết kiệm chi phí Ngoài hiểu biết thêm khắc phục cố liên quan tới CPU thường gặp laptop PC Hải Phòng, ngày 22 tháng năm 2015 Sinh viên thực ( ký ghi rõ họ tên) Phạm Nam Hà 52 [...]... chu kỳ làm việc CPU hỗ trợ pipelining 33 CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ VÀ THẾ HỆ CÁC CPU ĐA NHÂN CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ VÀ THẾ HỆ CÁC CPU ĐA NHÂN 3.1 Giới thiệu chung 3.1.1 Khái niệm CPU đa nhân, CPU đa lõi ( multi-core) là bộ vi xử lý trung tâm ( Central Processing Unil) có nhiều đơn vị vi xử lý được tích hợp trên cùng một CPU vật lý duy nhất, như là sự ghép nối nhiều CPU thông thường thành một CPU duy nhất Do vậy,... máy tính tăng lên do có tính chất đa nhân 3.1.2 Thế hệ CPU đa nhân đầu tiên Hãng Intel đã giới thiệu những CPU hai nhân Pentium Extreme Edition và Pentium D đầu tiên vào tháng 4 năm 2005 phát triển trên nền Pentium 4 Prescott Thực chất sự ra đời của những CPU hai nhân đầu tiên này của Intel đã mong muốn giới thiệu ra thị trường càng nhanh càng tốt nên các CPU hai nhân đầu tiên: Pentium D, Pentium Extreme... đầu tiên hỗ trợ cho những CPU hai nhân này CPU Pentium D có các đặc tính dưới đây: • Tốc độ xử lý CPU từ 2,8 GHz đến 3,2 GHz • FSB: 800 MHz • Mở rộng EM64T 64-bit • Hỗ trợ Execute Disable Bit • Sản xuất trên công nghệ 90 nm (nanomet) • Có 2 MB L2 cache (1 MB mỗi nhân riêng biệt và độc lập) 34 CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ VÀ THẾ HỆ CÁC CPU ĐA NHÂN • Sử dụng Socket T (LGA775) Với những CPU có số hiệu 830 và 840... lệnh 2.2.2.1 CPU đời cũ Đối với CPU, do việc xử lý thông tin trong CPU là hoàn toàn tự động theo những chương trình có sẵn trong bộ nhớ, CPU cần phải biết thời điểm đọc lệnh, đọc lệnh xong thì mới chuyển đến thời điểm CPU tiến hành giải mã lệnh, giải mã lệnh xong thì CPU mới tiến hành việc thực hiện lệnh Thực hiện xong thì CPU mới tiến hành việc đọc lệnh kế tiếp Đây là các công đoạn khi CPU thực hiện... năng làm việc của CPU thấp 2.2.2.2 CPU hiện nay: Một CPU xử lý lệnh theo nhịp thời gian như vậy còn gọi là bộ vi xử lý ở chế độ đơn dòng lệnh và chỉ gặp ở các CPU đời cũ Để tăng tốc độ làm việc của CPU hay tăng hiệu suất làm việc, các CPU thế hệ thứ 3 đều trang bị chế độ xử lý xen kẽ dòng mã lệnh (pipelining) Ngày nay, các CPU đều được hỗ trợ chế độ xử lý xen kẽ dòng mã lệnh Một số CPU đời mới có đến... HOẠT ĐỘNG CỦA CPU 2.1 Đặc trưng của CPU 2.1.1 Tốc độ làm việc Tốc độ xử lý của CPU được quyết định bởi các yếu tố : - Độ rộng Bus dữ liệu và Bus địa chỉ ( Data Bus và Add Bus ) -Tốc độ xử lý và tốc độ Bus (tốc độ dữ liệu ra vào chân) còn gọi là FSB - Dung lượng bộ nhớ đệm Cache (Ngoài ra ngày nay tốc độ của CPU còn phụ thuộc vào số lượng nhân của CPU - thật ra mỗi nhân được xem như 1 CPU) Độ rộng của... nặng hơn và với tốc độ nhanh hơn, các máy chủ (server), máy trạm (workstation) và mới đây là CPU Pentium 4 Extreme Edition được tăng cường Thêm bộ nhớ đệm L3 Cache CPU Slot 1 dạng cartridge với L2 Cache nằm cạnh nhân CPU Hình 2.3: Mô tả L1, L2 cache của CPU đa nhân 27 CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CPU 2.1.8.2 Disk cache: Bộ nhớ đệm đĩa cũng hoạt động cùng nguyên tắc với bộ nhớ cache, nhưng... và CPU có thể đọc và hiểu được Khi CPU đọc lệnh dạng mã máy, nó thực hiện việc phiên dịch lệnh này thành các vi lệnh để các thành phần của CPU có thể hiểu và thực hiện được Quá trình này gọi là giải mã lệnh Tập các vi lệnh của CPU cũng là một yếu tố đánh giá khả năng làm việc của CPU, khi trang bị một CPU vào hệ thống người ta thường quan tâm đến vấn đế kiến trúc của CPU, có hai loại kiến trúc CPU, ... CPU thường nhanh gấp nhiều lần tốc độ Bus của nó, dưới đây là thí dụ minh hoạ về hai tốc độ này : Hình 2.2: Minh họa về tốc độ xử lý (CPU speed) và tốc độ Bus (FSB) của CPU 23 CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CPU Tốc độ CPU có liên hệ với tần số đồng hồ làm việc của nó (tính bằng các đơn vị như MHz, GHz, ) Đối với các CPU cùng loại tần số này càng cao thì tốc độ xử lý càng tăng Đối với CPU. .. tuần tự Để giải quyết vấn đề này, trong CPU cần phải có một bộ tạo nhịp thời gian làm việc (CPU Clock) Tại nhịp thời gian này, CPU thực hiện việc đọc lệnh, tại nhịp thời gian tiếp theo, CPU thực hiện việc giải mã lệnh…Nhịp thời gian càng ngắn, tốc độ CPU thực hiện lệnh càng nhanh Chẳng hạn với một CPU pentium MMX 233 MHz, điều đó có nghĩa là bộ tạo nhịp của CPU đó tạo ra 233 triệu nhịp làm việc trong