Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý InTel Pentium IV.

Bộ Công Thương ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Thông Tin - Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Thanh Hải Môn : Kiến Trúc Máy Tính ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU VỀ THẾ HỆ VI XỬ LÝ INTEL PENTIUM IV NHÓM 2: TRẦN ĐĂNG HUY ĐÀO DUY THANH ĐỖ HOÀNG LONG TRẦN VĂN QUÂN VŨ CÔNG MINH MỤC LỤC PHẦN I : HOÀN CẢNH RA ĐỜI VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ……………… PHẦN II NỘI DUNG CHÍNH …………………………………………………… I ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ CHUNG …………………………………………….5 II Đặc trưng công nghệ chi tiết loại biến thể vi xử lý Pentium IV 1.1 Pentium Extreme Edition……………………………………………………….8 1.2 P4 Prescott (năm 2004) ………………………………………………………… 1.3 Pentium D (năm 2005) ………………………………………………………… 1.4 Pentium Extreme Edition (năm 2005) ………………………………………… 10 PHẦN III CÔNG NGHỆ MỚI…………………………………………………….11 1.1 Hyper-Pipelined Technology - Công nghệ Siêu ống…………………………… 11 1.2 Execution ………………………………………………………….14 1.3.Rapid Execution ………………………………………………………….14 TraceCache Engine 1.4 Out-Of-Order Execution…………………………………………………………14 1.5.Quad Data Rate………………………………………………………………… 15 1.6 Hyper Threading (siêu phân luồng)……………………………………………… 16 PHẦN III KẾT LUẬN…………………………………………………………… 17 PHẦN I : HOÀN CẢNH RA ĐỜI VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN +) Hoàn cảnh đời : Intel Pentium (P4) BXL hệ thứ dòng x86 phổ thông, giới thiệu vào tháng 11 năm 2000 P4 sử dụng vi kiến trúc NetBurst có thiết kế hoàn toàn so với BXL cũ (PII, PIII Celeron sử dụng vi kiến trúc P6) Một số công nghệ bật áp dụng vi kiến trúc NetBurst Hyper Pipelined Technology mở rộng số hàng lệnh xử lý, Execution Trace Cache tránh tình trạng lệnh bị chậm trễ chuyển từ nhớ đến CPU, Rapid Execution Engine tăng tốc đồng xử lý toán học, bus hệ thống (system bus) 400 MHz 533 MHz; công nghệ Advanced Transfer Cache, Advanced Dynamic Execution, Enhanced Floating point Multimedia Unit, Streaming SIMD Extensions (SSE2) cải tiến nhằm tạo BXL tốc độ cao hơn, khả tính toán mạnh hơn, xử lý đa phương tiện tốt +) Lịch sử phát triển : Pentium (tên mã Willamette) xuất cuối năm 2000 đặt dấu chấm hết cho "triều đại" Pentium III Willamette sản xuất công nghệ 0,18 µm, có 42 triệu transistor (nhiều gần 50% so với Pentium III), bus hệ thống (system bus) 400 MHz, nhớ đệm tích hợp L2 256 KB, socket 423 478 P4 Willamette có số tốc độ 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9; 2,0 GHz  Socket 423 xuất khoảng thời gian ngắn, từ tháng 11 năm 2000 đến tháng năm 2001 bị thay socket 478  Xung thực (FSB) Pentium 100 MHz với công nghệ Quad Data Rate cho phép BXL truyền bit liệu chu kỳ, nên bus hệ thống BXL 400 MHz - P4 Northwood Xuất vào tháng năm 2002, sản xuất công nghệ 0,13 µm, có khoảng 55 triệu transistor, nhớ đệm tích hợp L2 512 KB, socket 478 Northwood có dòng gồm Northwood A (system bus 400 MHz), tốc độ 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,5; 2,6 2,8 GHz Northwood B (system bus 533 MHz), tốc độ 2,26; 2,4; 2,53; 2,66; 2,8 3,06 GHz (riêng 3,06 GHz có hỗ trợ công nghệ siêu phân luồng Hyper Threading - HT) Northwood C (system bus 800 MHz, tất hỗ trợ HT), gồm 2,4; 2,6; 2,8; 3,0; 3,2; 3,4 GHz - P4 Prescott (năm 2004) Là BXL Intel sản xuất theo công nghệ 90 nm, kích thước vi mạch giảm 50% so với P4 Willamette Điều cho phép tích hợp nhiều transistor kích thước (125 triệu transistor so với 55 triệu transistor P4 Northwood), tốc độ chuyển đổi transistor nhanh hơn, tăng khả xử lý, tính toán Dung lượng nhớ đệm tích hợp L2 P4 Prescott gấp đôi so với P4 Northwood (1MB so với 512 KB) Ngoài tập lệnh MMX, SSE, SSE2, Prescott bổ sung tập lệnh SSE3 giúp ứng dụng xử lý video game chạy nhanh Đây giai đoạn "giao thời" socket 478 - 775LGA, system bus 533 MHz - 800 MHz sản phẩm đặt tên riêng khiến người dùng bối rối chọn mua Prescott A (FSB 533 MHz) có tốc độ 2,26, 2,4, 2,66, 2,8 (socket 78), Prescott 505 (2,66 GHz), 505J (2,66 GHz), 506 (2,66 GHz), 511 (2,8 GHz), 515 (2,93 GHz ), 515J (2,93 GHz), 516 (2,93 GHz), 519J (3,06 GHz), 519K (3,06 GHz) sử dụng socket 775LG A Prescott E, F (năm 2004) có nhớ đệm L2 MB (các phiên sau mở rộng MB), bus hệ thống 800 MHz Ngoài tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3 tích hợp, P rescott E, F hỗ trợ công nghệ siêu phân luồng, số phiên sau có hỗ trợ tính toán 64 bit Dòng sử dụng socket 478 gồm Pentium HT 2.8E (2,8 GHz), 3.0E (3, GHz), 3.2E (3,2 GHz), 3.4E (3,4 GHz) Dòng sử dụng socket 775LGA gồm Pentium HT 3.2 F, 3.4F, 3.6F, 3.8F với tốc độ tương ứng từ 3,2 GHz đến 3,8 GHz, Pentium HT 517, 520, 20J, 521, 524, 530, 530J, 531, 540, 540J, 541, 550, 550J, 551, 560, 560J, 561, 570J, 571 với cá c tốc độ từ 2,8 GHz đến 3,8 GHz PHẦN II : NỘI DUNG CHÍNH I Đặc điểm công nghệ chung Những điểm kỹ thuật Pentium IV bao gồm : Tốc độ từ 1,3GHz đến 3.8GHz Phần mềm tương thích với xử lý Intel 32bit trước Một số phiên hỗ trợ EM64T ( mở rộng 64 bit ) Bit vô hiệu hóa thực thi ( bảo vệ vượt dòng nhớ đệm) Bus xử lý ( front-side) chạy 400MHz, 533MHz, SOOMhz hay 1066Mhz Những logic số học ( ALUs : Arithmetic logic units ) chạy gấp hai lần tần số nhân xử lý Công nghệ siêu đường dẫn ( 20 – 30 tầng ) Công nghệ siêu phân luồng hỗ trợ tất xử lý 2.4GHz nhanh chạy bus 800MHz, tất xử lý 3.06GHz nhanh chạy bus 533MHz Thực thi tập lệnh lệnh chuyên nghiệp Bộ dự đoán phụ mở rộng Bộ nhớ đệm LI 8KB ha> 16KB cộng với nhớ đậm theo vết thực thi vi lệnh 12k Bộ nhớ đệm L2 56bit khuôn tốc độ nhân 256KB, 512KB, MB MB kết hợp đường Bộ nhớ đệm 1,2 tận dụng toàn nhớ vật lý hỗ trợ ECC Bộ nhớ đệm L3 tốc dộ nhân 2MB tích hợp khuôn SSE2 - SSE cộng với 144 tập lệnh cho xử lý âm đồ họa SSE3 – SSE2 cộng thêm 13 tập lệnh cho xử lý âm đồ họa Bộ dấu chấm động mở rộng Có nhiều trạng thái lượng thấp Intel bỏ số La Mã định 4, số Ả-rập tiêu chuẩn Pentium Bên Pentium có kiến trúc mà Intel gọi vi kiến trúc NetBurst (NetBurst microarchitecture), thuật ngữ thị trường thuật ngữ kỹ thuật Intel dùng NetBurst để thí nghiệm công nghệ siêu đường dẫn, máy thực thi nhanh, bus hệ thống tốc độ cao (400MHz, 533MHz, 800Mhz hay 1066MHz) nhớ đệm theo vết thực thi Công nghệ siêu đường dẫn làm tăng gấp đôi hay gấp ba độ sâu đường dần tập lệnh so với Pentium Ш (hay Athlon/Athlon 64) nghĩa nhiều bước nhỏ yêu cầu để thực thi tập lệnh Mặc dù điều cỏ thể dường hữu hiệu, cho phép đạt tới xung cao nhiều Bộ máy thực thi nhanh cho phép hai logic số nguyên (ALUs: arithmetic logic units) chạy gấp đôi tần số nhân xử lý có nghĩa tập lệnh thực thi nửa chu kỳ đồng hồ Bus hệ thống 400MHz/533MHz/800Mhz/l066Mhz bus '‘quadpumped” chạy đồng hồ hệ thống l00Mhz/l33Mhz/200Mhz/266Mhz chuyển giao liệu gấp bốn lần chu kỳ đồng hồ Bộ nhớ đệm theo vết thực thi nhớ đệm L1 tốc độ cao chứa ước lượng 12K vi hoạt động giải mã Nó di chuyển giải mã tập lệnh từ đường dẫn thực thi chính, làm tăng tốc độ xử lý Trong vấn đề bus xử lý tốc độ cao đáng kể nhất, mặt kỹ thuật mà nói bus xử lý bus quad-pumped 100MHz, l33Mhz, 200Mhz hay 266Mhz chuyển giao liệu gấp bốn lần chu kỳ (4x), cho tốc độ hiệu dụng 400Mhz, 533Mhz, 800Mhz hay 1066Mhz Bởi bus dung lượng 64 bit (8 byte) cho tốc độ lưu lượng 3200MBps, 4266MBps, 6400MBps, hay 8532MBps Trong kiến trúc nội đường dẫn 20 tầng hay 30 tầng Pentium tập lệnh đơn bị bẽ thành nhiều tầng nhỏ so với xử lý trước Pentium III, làm giống xử lý RISC Không may thêm vào số chu kỳ để thực thi tập lệnh chúng không tối ưu cho xử lý Một ưu điểm kiến trúc quan trọng khác công nghệ siêu phân luồng, có thề tìm thấy tất Pentium 2.4GHz nhanh chạy bus 800MHz hay tất Pentium 3.06GHz nhanh chạy bus 533MHz Siêu phân luồng cho phép xử lý đơn chạy hai luồng thời, hoạt động thể hai xử lý thay Pentium đời đầu sử dụng socket 423 có 423 chân xếp SPGA 39x39 Những phiên sau socket 47H; phiên dùng socket T (I.GA775) có chân thêm để hỗ trợ tính EM64T (sự mở rộng 64 bit), bit vô hiệu hóa thực thi (sự bảo vệ chống công tràn nhớ đệm), công nghệ ảo Intel, tính tiên tiến khác Celeron không thiết kế để làm việc socket 423, Celeron Celeron D có socket 478 hay socket T (LGA775), cho phép hệ thống hạ giá so với Pentium Bộ chọn điện áp tạo nhờ vào module điều chỉnh điện áp tự động đặt bo mạch chủ nối đến socket Bảng 3.24 bao gồm hướng dẫn tính xử lý Pentium xử lý Pentium Extreme Edition, sâu vào chi tiết phần EE = Extreme Edition Execute Disable Bit SSE = Streaming SIMD Instructions (MMX) Technology Enhanced Intel SpeedStep HT = Hyper-Threading Technology Virtualization Technology NX = F.IST = VT = Hiện nay, rõ ràng "Pentium 4” có nhiều họ xử lý, dẫn đến nhầm lẫn vô tận người dùng xem xét nâng cấp hay mua hệ thống Do có ba dạng (Socket 423, Socket 478 Socket 775) dãy lớn tính có sẵn họ Pentium 4, cần thiết bạn định xác tính thuộc xử lý cụ thể trước mua nâng cấp từ xử lý có hay phần tử cùa hệ thống đầy đủ II Đặc trưng công nghệ chi tiết loại biến thể vi xử lý Pentium IV 1.1 Pentium Extreme Edition Pentium Extreme Edition (P4EE) xuất vào tháng năm 003, BXL Intel "ưu ái" dành cho game thủ người dùng cao cấp P4EE xây dựng từ B XL Xeon dành cho máy chủ trạm làm việc Ngoài công nghệ HT "đ ình đám" thời giờ, điểm bật P4EE bổ sung nhớ đệm L3 MB Phiên P4 EE (nhân Gallatin) s ản xuất công nghệ 0,13 µm, nhớ đệm L2 512 KB, L3 MB, bus hệ thống 800 MHz, sử dụng socket 478 775LGA, gồm P4 EE 3.2 (3,2 GHz), P4 EE 3.4 (3,4 GHz) * BXL 64 BIT, VI KIẾN TRÚC NETBURST 1.2 P4 Prescott (năm 2004) Vi kiến trúc NetBurst 64 bit (Extended Memory 64 Technology EM64T) Intel sử dụng BXL P4 Prescott (tên mã Prescott 2M) Prescott 2M s dụng công nghệ 90 nm, nhớ đệm L2 MB, bus hệ thống 800 MHz, socket 775LGA Ngoài tập lệnh MX, SSE, SSE2, SSE3, công nghệ HT khả tính toán 64 bit, Prescott 2M (trừ BXL 620) có hỗ trợ công nghệ Enhanced SpeedStep để tối ưu tốc độ làm việc nhằm tiết kiệm điện Các BXL 6x2 có thêm công nghệ ảo hóa (Virtualization Technology) Prescott 2M có số tốc độ P4 HT 620 (2,8 GHz), 630 (3,0 GHz), 640 (3,2 GHz), 650 (3,4 GHz), 660, 662 (3,6 GHz) 670, 672 (3,8 GHz) Prescott Cedar Mill (năm 2006) hỗ trợ tập lệnh tính tươn g tự Prescott 2M không tích hợp Virtualization Technology Cedar Mill sản xuất tr ên công nghệ 65nm nên tiêu thụ điện thấp hơn, tỏa nhiệt dòng trước, gồm 631 (3, GHz), 641 (3,2 GHz), 651 (3,4 GHz) 661 (3,6 GHz) 10 1.3 Pentium D (năm 2005) Pentium D (tên mã Smithfield, 8xx) BXL lõi kép (dual core) đ ầu tiên Intel, cải tiến từ P4 Prescott nên gặp số hạn chế tượng thắt cổ ch băng thông BXL mức 800 MHz (400 MHz cho lõi), điện tiêu thụ cao, tỏa nhiều nh iệt Smithfield sản xuất công nghệ 90nm, có 230 triệu transistor, nhớ đệm L2 MB ( 2x1 MB, không chia sẻ), bus hệ thống 533 MHz (805) 800 MHz, socket 775LGA Ngoài tậ p lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3, Smithfield trang bị tập lệnh mở rộng EMT64 hỗ trợ đánh địa nhớ 64 bit, công nghệ Enhanced SpeedStep (830, 840) Một số BXL thuộc dòng n hư Pentium D 805 (2,66 GHz), 820 (2,8 GHz), 830 (3,0 GHz), 840 (3,2 GHz) Cùng sử dụng vi kiến trúc NetBurst, Pentium D (mã Presler, 9xx) đượ c Intel thiết kế công nghệ 65nm, 376 triệu transistor, nhớ đệm L2 MB (2x2 MB), hiệu cao hơn, nhiều tính tốn điện Smithfield Pentium D 915 920 t ốc độ 2,8 GHz, 925 930 (3,0GHz), 935 940 (3,2 GHz), 945 950 (3,4 GHz), 960 (3,6GHz) Presler dòng 9x0 có hỗ trợ Virtualization Technology 11 1.4 Pentium Extreme Edition (năm 2005) Extreme Edition phiên cao cấp Petium D, với khác biệt :  Công nghệ HT hỗ trợ, cho phép nhân hai nhân xử lý cho tốc độ tốt với ứng dụng đa luồng  Không hỗ trợ công nghệ bước tốc độ Intel nâng cao ( Enhanced Intel Speed Step Technology)  Bao gồm hệ số nhân không khóa, cho phép vượt xung dễ dàng BXL lõi kép dành cho game thủ người dùng cao cấp Pentiu m EE sử dụng nhân Smithfield, Presler Pentium D Smithfield sử dụng công nghệ 90nm, nhớ đệm L2 mở rộng đến MB (2x1 MB), hỗ trợ tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3, côn g nghệ HT, Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST) EM64T Pentium 840 EE (3,20 GHz, bus hệ thống 800 12 MHz, socket 775LGA) BXL thuộc dòng Pentium EE Presler sử dụng công nghệ 65 nm, nhớ đệm L2 mở rộng đến MB (2x2 MB), hỗ trợ tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3, công nghệ HT, Enhance d Intel SpeedStep Technology (EIST), EM64T Virtualization Technology Một số BXL th uộc dòng Pentium EE 955 (3,46GHz) Pentium EE 965 (3,73GHz) có bus hệ thống 106 MHz, socket 775 PHẦN III CÁC CÔNG NGHỆ MỚI Khả cung cấp số công nghệ tính tăng cườngtrên dựa vào tiến Intel lĩnh vực thiết kế mạch, quản lý việc tiêu thụ lượng tính toán thực mô hình vi kiến trúc hệ CPU trước 1.1.HYPER-PIPELINED TECHNOLOGY(Công nghệ Siêu ống) Là công nghệ giới thiệu Vi kiến trúc Netburst™ Intel Nó tăng gấp đôi "độ sâu" "ống" xử lý lệnh CPU so sánh với mô hình Vi kiến trúc P6 sử dụng hệ CPU Pentium III Lệnh thực 20 giai đoạn (20 stages) vi kiến trúc Netburst, so với 10 giai đoạn vi kiến trúc P6 Ống lệnh dài giúp chip Pentium đạt mức xung nhịp cao Với CPU Pentium sử dụng 400Mhz System bus, tốc độ truyền nhận liệu vào-ra CPU 3.2GB giây so với tốc độ tương ứng 1.06GB/ Giây với hệ Pentium III sử dụng kênh truyền hệ thống 133Mhz (133Mhz system bus) Vi kiến trúc Netburst™ 13 - Trong CPU Pentium III pipeline có 10 stage (giai đoạn) Pentium IV có 20 stage Pentium IV với tên mã “Prescott” 90nm chí có tới 31 stage Intel gọi công nghệ siêu ống lệnh (Hyper Pipelined Technology) Việc tăng độ dài pipeline hướng đến mục tiêu tăng xung nhịp Có nhiều giai đoạn đồng nghĩa với đơn vị chức cấu thành với số lượng transitor Và với transistor dễ dàng nâng cao xung nhịp, 20 stage (giai đoạn) Pipeline Pentium IV : • Stage & - Trace cache next instruction pointer: tìm vi lệnh thực BTB (Branch Target Buffer) • • • Stage & - Trace cache fetch: nạp vi lệnh từ Trace Cache Stage - Drive: gửi vi lệnh đến resource allocator mạch RAT Stage - Allocate: kiểm tra tài nguyên CPU cần thiết cho việc thực lệnh Ví dụ nhớ dùng làm đệm • Stages & - Rename: ghi chương trình sử dụng tám chuẩn x86 đổi tên thành 128 ghi Pentium IV • Stage - Queue: vi lệnh đưa vào hàng đợi dành riêng cho loại (ví dụ: truy cập nhớ, xử lý số nguyên hay dấu chấm động …) Lệnh nằm yên hàng đợi có chỗ trống tương ứng xuất scheduler • Stages 10, 11, 12 - Schedule: scheduler xếp lại lệnh nhằm giữ cho execution unit hoạt động Ví dụ, đơn vị xử lý dấu chấm độngrảnh rỗi,scheduler lấy lệnh xử lý dấu chấm động để gửi cho đơn vị đó, lệnh chương trình lệnh xử lý số nguyên 14 • • • • • Stages 13 & 14 - Dispatch: gửi vi lệnh tới Execution Unit tương ứng Stages 15 & 16 - Register Files: đọc register file Stage 17 - Execute: vi lệnh thực Stage 18 - Flags: cờ vi lệnh cập nhật Stage 19 - Branch Check: kiểm tra nhánh chương trình có với suy đoán mạch dự đoán rẽ nhánh hay không • Stage 20 - Drive: gửi kết việc kiểm tra tới Branch Target Buffer(BTB).Mặc dù lý thuyết, pipeline dài làm tăng hiệu năng, nhiên, bất chấp điều này, có nhiều stage khiến cho thời gian thực lệnh dài Thứ hai pipeline dài trở nên hiệu trường hợp đoán nhánh sai (branch prediction error) Sẽ nhiều thời gian để lấp đầy pipelinemột lần Intel triển khai vài biện pháp để bù lại mát hiệu trường hợp này, Execution Trace Cache Dynamic Execution Engine Thực tế Pentium IV nhanh Pentium III nhờ hoạt động mức xung nhịp cao Với mức xung nhịp, CPU Pentium III nhanh CPU Pentium IV nhờ kích thước pipeline Bởi hiệu pipeline kiến trúc Netburst, hệ vi xử lý thứ8 Intel (vi kiến trúc Core) quay trở lại với kiến trúc Pentium M, kiến trúc dựa tảng kiến trúc hệ thứ thay tiếp tục phát triển hệ thứ (Netburst ) 1.2 Execution TraceCache Là nhớ đệm cấp (Level Execution Trace Cache) Bên cạnh 8KB nhớ đệm dùng để chứa liệu (data cache), Pentium có khả lưu trữ đến 12K vi lệnh giải mã (decoded micro-ops) nhằm giúp tăng cường tốc độ thực thi lệnh CPU 1.3.Rapid Execution Engine - Cơ chế thực thi (lệnh) nhanh chóng - Điều thực dựa hai Đơn vị Luận lý Số học (Arithmetic Logical Unit ALU) thiết kế bên Pentium Nó cho phép Pentium thực lệnh số học (cộng, trừ, nhân chia) luận lý (Và-And, Hoặc-Or ) với tốc độ gấp 15 lần tần số xử lý xử lý Như CPU Pentium - 2.0Ghz (bus 400Mhz) có khả thực lệnh với tốc độ 4.0Ghz CPU Pentium 2.53Ghz (bus533Mhz) thực với tốc độ 5.1Ghz 1.4 Out-Of-Order Execution Nhân hỗ trợ Out-of-Order Execution xếp lại vi lệnh, cho phép lệnh (cùng với đầu vào tài nguyên hệ thống cần thiết) để thực thi tránh lãng phí thời gian Khi vi lệnh chờ cấp phát tài nguyên liệu, lệnh khác (thường buffer) chen vào thực thi Nhờ thực thi lệnh song song, khoảng trễ pipeline bị loại bỏ Nhân thực thi nhiều lệnh giai đoạn pipeline Sau in-order retirement unit tìm lệnh thực xong không phụ thuộc liệu liên quan đến lệnh rẽ nhánh chưa hoàn tất để xử lý lưu kết nhớ theo trật tự ban đầu 1.5.Quad Data Rate FSB Pentium truyền bốn lần liệu xung clock Công nghệ Quad Pumped hay gọi Quad Data Rate (QDR) QDR khiến cho xung nhịp hiệu dụng tăng lên gấp lần so với xung thực Nhờ CPU Pentium đạt đến 400Mhz System bus, tốc độ truyền nhận liệu vào-ra CPU 3.2GBps so với tốc độ tương ứng 1.06GBps Pentium III (133Mhz system bus) 16 Bảng: Tốc độ truyền dẫn liệu 1.6 Hyper Threading (siêu phân luồng) Hyper lý hoạt động hệ điều hành hai CPU logic hoạt động song song Nó dựa nguyên tắc vào thời điểm có phần tài nguyên CPU sử dụng để thực thi lệnh tiến trình, phần chưa sử dụng dùng để thực thi tiến trình khác Trong CPU sử dụng công nghệ Hyper-Threading, CPU logic sởhữu tập ghi, kể ghi đếm chương trình PC riêng (separate program counter), CPU vật lý luân phiên giai đoạn tìm/giải mã hai CPU logic chỉcố gắng thực thi thao tác từ hai chuỗi lệnh đồng thời theo cách hướng tới đơn vị thực thi sử dụng PHẦN III : KẾT LUẬN Intel đưa Pentium nhằm tập trung vào tốc độ xung nhịp cao với thiết kế pipeline dài Tuy cách làm tạo tốc độ cao đồng nghĩa với hiệu suất làm việc lại giảm việc thực lệnh cần nhiều giai đoạn CPU pentium thường có xung nhịp cao CPU AMD, lại không nhanh kiểm nghiệm Benchmark Điều khiến người dùng có khuynh hướng lựa chọn vi xử lí Pentium theo họ vi xử lí có tốc độ cao chạy hiệu hơn, điều Trong công nghệ HyperThreading (HT) giới thiệu vào giai đoạn Pentium lại thành công khía cạnh … marketing Lợi ích mà HT đem lại 17 thấp (và không dùng HT) Trên thực tế, người dùng phổ thông kích hoạt tính “siêu luồng” máy tính desktop mình, họ chẳnng ngoại trừ phải trả giá việc giảm tốc độ tới 10% Tuy nhiên Pentium nhược điểm Với tập lệnh SSE2 SSE3 công nghệ hàng đầu Quad Data Rate, Trace Cache, Rapid Execution Engine, Dual Channel Memory, Pentium tỏ xuất sắc ứng dụng từ văn phòng tới multimedia Người dùng ứng dụng tính toán phức tạp (kiểu rendering Maya, 3DS) hưởng lợi nhiều từ HyperThreading Và card đồ họa 3D ngày trở nên mạnh mẽ, chip P4 đem đến tảng tuyệt vời cho game thủ Đặc biệt giới overclock quan tâm tới nhân Northwood phát hành năm 2002 Với mạch chủ RAM đủ mạnh, người tập overclock đạt tới 1GHz sử dụng giải pháp tản nhiệt thông thường 18 [...]... hiện được ở các mô hình vi kiến trúc của các thế hệ CPU trước 1.1.HYPER-PIPELINED TECHNOLOGY(Công nghệ Siêu ống) Là công nghệ mới được giới thiệu trong Vi kiến trúc Netburst™ của Intel Nó tăng gấp đôi "độ sâu" của "ống" xử lý lệnh của CPU khi so sánh với mô hình Vi kiến trúc P6 được sử dụng ở các thế hệ CPU Pentium III Lệnh được thực hiện trong 20 giai đoạn (20 stages) trong vi kiến trúc Netburst, so... Thực tế là Pentium IV chỉ nhanh hơn Pentium III nhờ hoạt động ở mức xung nhịp cao hơn Với cùng mức xung nhịp, một CPU Pentium III sẽ nhanh hơn CPU Pentium IV nhờ kích thước pipeline của nó Bởi vì sự kém hiệu quả của pipeline trong kiến trúc Netburst, thế hệ vi xử lý thứ8 của Intel (vi kiến trúc Core) quay trở lại với kiến trúc của Pentium M, một kiến trúc dựa trên nền tảng của kiến trúc thế hệ thứ 6... trong vi kiến trúc P6 Ống lệnh dài giúp chip Pentium 4 có thể đạt được mức xung nhịp cao hơn Với các CPU Pentium 4 sử dụng 400Mhz System bus, tốc độ truyền nhận dữ liệu vào-ra CPU là 3.2GB mỗi giây so với tốc độ tương ứng là 1.06GB/ Giây với thế hệ Pentium III sử dụng kênh truyền hệ thống 133Mhz (133Mhz system bus) Vi kiến trúc Netburst™ 13 - Trong CPU Pentium III thì pipeline có 10 stage (giai đoạn) Pentium. .. HT, Enhance d Intel SpeedStep Technology (EIST), EM64T và Virtualization Technology Một số BXL th uộc dòng này là Pentium EE 955 (3,46GHz) và Pentium EE 965 (3,73GHz) có bus hệ thống 106 6 MHz, socket 775 PHẦN III CÁC CÔNG NGHỆ MỚI Khả năng cung cấp một số công nghệ mới và các tính năng được tăng cườngtrên đây dựa vào các tiến bộ mới nhất của Intel trong lĩnh vực thiết kế mạch, quản lý vi c tiêu thụ... hiện dựa trên hai Đơn vị Luận lý Số học (Arithmetic Logical Unit ALU) được thiết kế bên trong Pentium 4 Nó cho phép Pentium 4 thực hiện các lệnh số học (cộng, trừ, nhân chia) và luận lý (Và-And, Hoặc-Or ) chính với tốc độ gấp 2 15 lần tần số xử lý cơ bản của bộ xử lý Như vậy CPU Pentium 4 - 2.0Ghz (bus 400Mhz) có khả năng thực hiện các lệnh trên với tốc độ 4.0Ghz và CPU Pentium 4 2.53Ghz (bus533Mhz)... hiệu suất làm vi c lại giảm đi vì vi c thực hiện một lệnh cần quá nhiều giai đoạn CPU pentium 4 thường có xung nhịp cao hơn những CPU của AMD, nhưng lại không nhanh hơn khi kiểm nghiệm Benchmark Điều này khiến người dùng có khuynh hướng lựa chọn những bộ vi xử lí Pentium 4 vì theo họ bộ vi xử lí nào có tốc độ cao hơn sẽ chạy hiệu quả hơn, mặc dù điều đó là không phải Trong khi đó công nghệ HyperThreading... biệt :  Công nghệ HT được hỗ trợ, cho phép mỗi nhân giả như hai nhân bộ xử lý cho tốc độ tốt hơn với những ứng dụng đa luồng  Không hỗ trợ công nghệ bước tốc độ Intel được nâng cao ( Enhanced Intel Speed Step Technology)  Bao gồm các hệ số nhân không khóa, cho phép vượt xung dễ dàng BXL lõi kép dành cho game thủ và người dùng cao cấp Pentiu m EE sử dụng nhân Smithfield, Presler của Pentium D trong... nghệ 90nm, bộ nhớ đệm L2 được mở rộng đến 2 MB (2x1 MB), hỗ trợ tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3, côn g nghệ HT, Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST) và EM64T Pentium 840 EE (3,20 GHz, bus hệ thống 800 12 MHz, socket 775LGA) là một trong những BXL thuộc dòng này Pentium EE Presler sử dụng công nghệ 65 nm, bộ nhớ đệm L2 được mở rộng đến 4 MB (2x2 MB), hỗ trợ tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3, công nghệ... chấm độngrảnh rỗi,scheduler lấy ra một lệnh xử lý dấu chấm động để gửi cho đơn vị đó, mặc dù lệnh tiếp theo trong chương trình có thể là một lệnh xử lý số nguyên 14 • • • • • Stages 13 & 14 - Dispatch: gửi vi lệnh tới Execution Unit tương ứng Stages 15 & 16 - Register Files: đọc register file Stage 17 - Execute: vi lệnh được thực hiện Stage 18 - Flags: cờ của vi lệnh được cập nhật Stage 19 - Branch Check:... vậy 20 stage (giai đoạn) Pipeline của Pentium IV : • Stage 1 & 2 - Trace cache next instruction pointer: tìm vi lệnh tiếp theo sẽ được thực hiện trong BTB (Branch Target Buffer) • • • Stage 3 & 4 - Trace cache fetch: nạp vi lệnh từ Trace Cache Stage 5 - Drive: gửi vi lệnh đến resource allocator và mạch RAT Stage 6 - Allocate: kiểm tra tài nguyên CPU cần thiết cho vi c thực hiện lệnh Ví dụ bộ nhớ được