Như vậy, chip xử lý core I được intel phát triển từ năm 2009 cho đến nay vẫn tiếp tục nâng cấp và hòan thiện sản phẩm này. Dòng core i đã trải qua 8 thế hệ cho đến nay là Nehalem Sandy Bridge Ivy Bridge Haswel BroadWell Skylake KabyLake và mới nhất hiện nay là Coffee Lake được ra mắt vào tháng 8 vừa qua. Các dòng CPU được nâng cấp từ 4 bit (giai đoạn đầu) rồi đến 8 bit, 16 bit, 32 bit, 64 bit và chắc chắn sẽ xuất hiện 128 bit trong thời gian tới. Phổ biến nhất hiện nay là 32 bit thường dùng cho các thiết bị có RAM là 2GB và 64 bit dùng cho các thiết bị RAM 4GB trở lên. Sự ra đời của các thế hệ mới đồng nghĩa với sự cải tiến tốt hơn, khả năng xử lý tốt hơn và được trang bị card đồ họa tích hợp mạnh mẽ hơn và tương thich với với card đồ họa rời mạnh mẽ hơn.
MỤC LỤC Phần I : Lịch sử phát triển CPU Intel 1 Sơ lược tập đoàn Intel .1 Lịch sử phát triển CPU Intel Phần II : Các công nghệ vi xử lý Core i Intel Công nghệ Turbor Boost (Ép xung nhịp) .4 Công nghệ Hyper Threading (Siêu phân luồng) Công nghệ Multi Core (Đa nhân) Phần III : Cấu tạo phân loại CPU Cấu tạo Phân loại CPU .7 Phần IV : Chi tiết CPU Core i3/i5/i7 i9 13 CPU Core i3 13 CPU Core i5 14 CPU Core i7 15 CPU Core i9 16 PHẦN I : LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CPU INTEL Sơ lược tập đoàn Intel Tập đoàn Intel (Integrated Electronics) thành lập vào ngày 18/7/1968, lúc tập đồn hợp thiết bị điện tử, sản xuất Santa Clara, (California, USA) nhà hoá học kiêm vật lý học Gordon E.Moore Robert Noyce, sau họ rời khỏi công ty Fairchild Semiconductor Intel sản xuất sản phẩm chip vi xử lý cho máy tính, bo mạch chủ, ổ nhớ flash, card mạng thiết bị máy tính khác Intel Corporation cơng ty sản xuất thiết bị chất bán dẫn lớn giới, nhà phát minh chuỗi vi mạch xử lý hệ x86 mà xử lý tìm thấy máy tính cá nhân Intel làm sản phẩm motherboard chipsets (con chip mạch chủ), network cards (Card mạng lưới) and ICs (mạch tổ hợp), flash memory (bộ nhớ Flash), graphic chips (con chip đồ họa), embedded processors (bộ xử lý nhúng), thiết bị khác có liên quan đến tin học truyền thông Lịch sử phát triển CPU Intel Hãng Intel chế tạo phát triển CPU từ năm 1971 họ dẫn đầu lĩnh vực Thế hệ CPU mà họ sản xuất CPU 4004, CPU 8008 đến CPU Pentium ==> CPU Core Dual, Core Quad ==> dòng CPU nhất, mạnh dòng Core i (core i3, core i5, core i7 i9) Năm 1971 : Bộ vi xử lý 4004 - Số lượng bóng bán dẫn: 2.300 Tốc độ: 108KHz Năm 1972 : Bộ vi xử lý 8008 - Số lượng bóng bán dẫn: 3.500 Tốc độ: 200KHz Năm 1974 : Bộ vi xử lý 8080 - Số lượng bóng bán dẫn: 3.500 Tốc độ: 200KHz Năm 1978 : Bộ vi xử lý 8086-8088 - Số lượng bóng bán dẫn: 29.000 Tốc độ: MHz, MHz, 10 MHz Năm 1982 : Bộ vi xử lý 286 - Số lượng bóng bán dẫn: 134.000 Tốc độ: MHz, MHz, 10 MHz, 12,5 MHz PHẦN II : CÁC CÔNG NGHỆ CƠ BẢN TRÊN VI XỬ LÝ CORE I CỦA INTEL 2006 1979 Công Boost (Ép1992-2005 xung nhịp) 1971nghệ Turbor Turbor Boost gì? CPU core Dual, 2009 2017 CPU i9 CPU 8088hang Intel core i3, i5, i7 CPU Pentium nghệ cho phép cácCore 2viQuad xử lýCPU chạy nhanh xung nhịp mặc định, giúp tăng hiệu tối ưu hiệu suất hoạt động CPU CPU Là4004 công Như vậy, chip xử lý core I intel phát triển từ năm 2009 tiếp tục nâng cấp hòan thiện sản phẩm Dòng core i trải qua hệ Nehalem Sandy Bridge Ivy Bridge Haswel BroadWell Skylake KabyLake Coffee Lake mắt vào tháng vừa qua Các dòng- CPU nângxanh cấp từ bit (giai đoạn đầu) bình đến 8thường bit, 16 bit, 32 bit, 64 bit Phầnđược cột màu 4máy tính lúc hoạt động - sẽPhần màu lúcthời máygian tínhtới chạy phần chắn xuấtcột 128vàng bit Phổ biếnmềm nhấtnặng 32 bit thường dùng choCông thiết có RAM 2GB 64tích bit dùng cho CPU thiết RAM 4GB trở lên nghệbịTurbor Boost hợp intelbịcore i5 i7 i3 khơng có cơng nghệ Sự đời hệ đồng nghĩa với cải tiến tốt hơn, khả xử lý tốt Turbor Boost tích hợp trênmẽ CPU canđồthiệp trang bị card đồ họa tích hợp mạnh hơnnên vàngười tươngdùng thichkhơng với vớicần card họa rời mạnh vào mà tự hoạt động được, Tuy nhiên, người dùng quản lý mẽ cơng việc tiện ích “Intel Turbor Boost Technology Monitor” Công nghệ Hyper Threading (Siêu phân luồng) Threading (Luồng) bao gồm tiến trình - Có số nguyên nhân dẫn đến việc đơn vị thực thi không không sử dụng thường xuyên, hay nói cách khác CPU khơng thể lấy liệu nhanh muốn tắc đường truyền đẫn đến giảm sút hoạt động đơn vị thực thi Ngồi ngun nhân khác có q ILP hầu hết chuỗi lệnh thực thi - Hiện nhà sản xuất CPU sử dụng cách để cải thiện hiệu CPU tăng tốc độ xung nhịp tang độ lớn nhớ Cache Nhưng hai cách không hiệu để sử dụng hết tiềm CPU Phương pháp tốt tang số chuỗi lệnh thực đồng thời Intel thành cơng ý tưởng này, chất chia sẻ tài nguyên để sử dụng hiệu đơn vị thực thi CPU Công nghệ thực đơn giản, CPU vật lý có tác dụng hai CPU hoạt động mà hệ điều hành khồn phân biệt Trong CPU sử dụng công nghệ Hyper Threading, CPU logic sở hữu tập ghi, CPU vật lý thực thi thao tác từ hai chuỗi lệnh đông thời theo cách hướng tới đơn vị thực thi sử dụng Thường core tạo luồng Công nghệ Multi Core (Đa nhân) Công nghệ chế tạo CPU có hai hay nhiều nhân, xử lý vật lý hoạt động song song với nhau, nhân đảm nhận công việc riêng biêt Công nghệ giúp cho việc xử lý liệu đồng thời giảm thời gian xử lý làm cho trải nghiệm người dùng tốt Mô tả xử lý Multi Core PHẦN III : CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI CPU Cấu tạo CPU cấu tạo nhiều phận khác phận có chức chuyên biệt chia làm khối chính: a ALU (Arithmetic Logic Unit – Đơn vị số học Logic): Nhiệm vụ thực tính toán số học logic sở liệu Chức : - ALU giữ vai trò tính tốn CPU - ALU sử dụng hai toán hạng OP1 OP2 để giữ toán hạng kết - ALU thực phép toán số học (+, -, x, /), phép lý luận (Not, nor, or, xor), phép dịch (shift), phép quay (rotate) b CU (Control Unit – Đơn vị điều khiển) : Chức : - Nhận lệnh từ nhớ, đưa vào ghi lệnh IP - Tăng nội dung ghi PC nhận lệnh xong - Giải mã lệnh xác định thao tác mà lệnh yêu cầu - Phát tín hiệu điều khiển thực thi lệnh - Nhận tín hiệu yêu cầu từ BUS hệ thống giải đáp ứng yêu cầu c Các ghi (Registry) Chức : Lưu trữ liệu trước sau xử lý, chứa thông tin tạm thời phục vụ cho hoạt động CPU Các ghi : - R0-R7 A : Thanh ghi mục đích chung - PC NA : Bộ đếm chương trình - SR NA : Thanh ghi trạng thái - MDR NA : Thanh ghi liệu - MAR NA : Thanh ghi địa Phân loại CPU Như biết, Intel Core thương hiệu Intel sử dụng cho nhiều dòng vi xử lý từ cao cấp đến trung cấp máy tính cá nhân doanh nghiệp Phổ biến Core I với i3/i5/i7 i9 mắt Cách đặt tên chung phiên vi xử lý Core i : Core [tên thương hiệu i3/i5 i7] + [mã số CPU] + hậu tố a Phân biệt tên thương hiệu i3/i5/i7/i9 - Core i3: gồm CPU lõi kép, kiến trúc 64-bit, tập thị x86 dành cho laptop desktop giá mềm điểm chung không tích hợp cơng nghệ Turbo Boost - Core i5: gồm CPU lõi kép lõi tứ, kiến trúc 64-bit, tập thị x86 dành cho laptop desktop tầm trung, nằm i3 i7, số phiên tích hợp Turbo Boost - Core i7: gồm CPU có tối đa lõi, kiến trúc 64-bit, tập thị x86 dành cho laptop desktop cao cấp điểm chung tích hợp cơng nghệ Turbo Boost (ngược với i3) - Core i9: gồm CPU có 18 lỗi, kiến trúc 64 bit b Các hệ CPU Core i Thế hệ (Nehalem) Arrandale dùng vi kiến trúc Westmere, quy tình 32 nm hậu duệ Penryn vi kiến trúc dùng nhiều CPU Intel Core 2, Celeron Pentium Dual-Core Arrandle chứa thành phần cầu bắc gồm vi điều khiển nhớ, giao tiếp PCI Express cho GPU rời, kết nối DMI tích hợp GPU Họ Arrandale dùng kiến trúc Westmere, quy trình 32 nm, lõi, tích hợp GPU Ironlake 45 nm Intel Core i3 - 3xxM/3xxUM Intel Core i5 - 4xxM/4xxUM; 5xxM/5xxUM/5xxE Intel Core i7 - 6xxM/6xxLM/6xxUM/6xxE/6xxLE/6xxUE Trong Clarksfield dùng vi kiến trúc Nehalem lại hệ sau PenrynQC - mơ-đun đa chíp với đế chip Penryn lõi kép Các CPU thuộc họ sản xuất quy trình 45 nm cũ có phiên Core i7 lõi tứ, khơng tích hợp GPU Họ Clarksfield dùng kiến trúc Nehalem, quy trình 45 nm, lõi, khơng tích hợp GPU: Intel Core i7 - 7xxQM/8xxQM 9xxXM Extreme Edition Intel_Core_1st_gen > Đặc điểm nhận dạng: tên số > Tem Intel Inside hình > Dựa đầu số biết CPU có đầu số 3, 4, 5, có lõi, CPU có đầu số 7, 8, lõi Thế hệ thứ (Sandy Bridge) Tất CPU hệ dùng vi kiến trúc Sandy Bridge x86 thay chia hệ Core i Sandy Bridge x86 thay cho Nehalem sản xuất quy trình 32 nm CPU đa phần lõi, riêng phiên QM QE có lõi, tích hợp GPU HD Graphics 3000: Intel Core i3 - 23xxM/23xxE/23xxUE Intel Core i5 - 24xxM; 25xxM/25xxE Intel Core i7 - 26xxM/26xxE/26xxLE/26xxUE/26xxQM; 27xxQM/27xxQE; 28xxQM 29xxXM Intel_Core_2nd_gen > Đặc điểm nhận dạng: tên số, bắt đầu số > Tem Intel Inside hình Thế hệ thứ 3, (Ivy Bridge) Ivy Bridge sử dụng vi kiến trúc Sandy Bridge x86 nên vi xử lý tương thích ngược với tảng Sandy Bridge Kể từ hệ này, Intel thu nhỏ quy trình xuống 22 nm Tương tự Sandy Bridge, phần lớn CPU thuộc họ Ivy có lõi, i7 có lõi với hậu tố QM XM Điều đáng ý Ivy Bridge hệ hỗ trợ chuẩn USB 3.0 với chipset Intel 7series Panther Point GPU tích hợp nâng cấp lên HD Graphics 4000: Core_3th_no Intel Core i3 - 31xxM/31xxME; 32xxE/32xxUE/32xxY Intel Core i5 - 32xxM; 33xxM/33xxU/33xxY; 34xxU/34xxY 36xxME Intel Core i7 - 35xxM/35xxU/35xxLE/35xxUE; 36xxQM/36xxU/36xxY; 37xxQM; 38xxQM 39xxXM > Đặc điểm nhận dạng: tên số, bắt đầu số > Tem Intel Inside (về giống tem Sandy Bridge màu sắc thay đổi tùy nhà sản xuất) Thế hệ thứ (Haswell) Thế hệ bắt đầu cho thấy phân hóa tính sức mạnh vi xử lý dòng nhiều CPU sản xuất quy trình 22 nm tương tự Ivy Bridge thiết kế đặc biệt để tối ưu hóa điện tiêu thụ Nhờ Haswell, máy tính mỏng nhẹ pin lâu (Ultrabook) hybrid bắt đầu xuất nhiều Một điểm đáng ý hệ CPU trước tích hợp loại GPU cho tất dòng i3, i5, i7 kể từ Haswell, GPU đa dạng với nhiều phiên gồm HD Graphics 4200/4400/4600/5000 Iris 5100/Iris Pro 5200 Intel Core i3 - 40xxM/40xxU/40xxY; 41xxM/41xxxU/41xxE Intel Core i5 - 42xxM/42xxH/42xxU/42xxY; 43xxM/43xxU/43xxY; 44xxE/44xxEC Intel Core i7 - 45xxU; 46xxM/46xxU/46xxY; 47xxMQ/47xxHQ/47xxEC/47xxEQ; 48xxMQ/48xxHQ/48xxEQ; 49xxMQ/49xxHQ/49xxMX Có thể thấy số lượng phiên CPU họ Haswell tăng lên, phân hóa nhiều cách đặt tên hậu tố có đơi chút khác biệt Chúng ta tìm hiểu ý nghĩa hậu tố phần > Đặc điểm nhận dạng: tên số, bắt đầu số > Tem Intel Inside hình Thế hệ thứ (Broadwell) Broadwell không hoàn toàn thay Haswell theo nguyên lý tick-tock Intel Haswell tock Broadwell tick Broadwell tương thích ngược với số chip set Intel 8-series hỗ trợ hệ chipset Intel 9-series Điểm hệ Broadwell đáng ý phần cứng giải mã video Intel Quick Sync hỗ trợ mã hóa giải mã VP8, tích hợp GPU gồm HD 5300/5500/5700P/6000 Iris 6100, Iris Pro 6200/6300P Ngoài ra, họ Broadwell có dòng CPU đặc biệt gọi Core M Đây biến thể có tên mã Broadwell-Y, thiết kế dạng hệ thống chip (SoC), TDP thấp từ 3,5 W đến 4,5 W Intel hướng đến loại máy tính bảng Ultrabook Core M tích hợp GPU HD 5300, hỗ trợ tối đa GB RAM LPDDR3-1600 Dưới số phiên CPU Broadwell cho thiết bị di động công bố: Intel Core i3 - 50xxU 51xxU Intel Core i5 - 52xxU; 53xxU/53xxH Intel Core i7 - 55xxU; 56xxU; 57xxHQ; 58xxHQ; 59xxHQ > Đặc điểm nhận dạng: tên số, bắt đầu số > Riêng với Core M có ký tự Y xen sau số > Tem Intel Inside (thiết kế giống tem Haswell, có thêm tem Core m hình trên) Thế hệ thứ (SkyLake) SkyLake mắt sau Broadwell tháng Bộ vi xử lý Intel Core hệ thứ hỗ trợ nhiều loại thiết kế đa dạng, từ máy tính tí hon Intel Compute Stick, đến máy tính xách tay 2-trong-1, máy tính để bàn Tất cả-trong-một (All-in-One, AIO) lớn với độ phân giải cao, đến máy trạm làm việc di động (Mobile Workstation) Skylake thiết kế tảng vi kiến trúc 14nm, cho hiệu suất hoạt động cao tới 2,5 lần, tiết kiệm điện cho pin tới lần đồ họa tốt 30 lần so với hệ thứ Tuy mỏng nhẹ nửa so với hệ thời gian khởi động nhanh Intel mắt 48 vi xử lý thuộc dòng Intel Core hệ thứ (Skylake), trang bị đồ họa Intel Iris Iris Pro, dòng vi xử lý Intel Xeon E31500M dành cho máy trạm làm việc di động (Mobile Workstations) vi xử lý Gen Intel vPro hệ thứ dành cho doanh nghiệp Thế hệ thứ (KabyLake) KabyLake mắt vào tháng 1/2017 cho máy tính để bàn laptop cấu hình cao Được xây dựng tảng vi kiến trúc 14nm tối ưu hóa từ Skylake Để sử dụng tối sức mạnh Kabylake nên sử dụng bo mạch chủ Kabylake : - Công nghệ Intel Optane-Ready - Công nghệ Intel Rapid Storage Technology 15 - Số SATA, USB, LAN, M.2 nhiều - Số PCI Express tối đa nhiều Với vi xử lý Kabylake trải nghiệm người dùng phong phú hơn, hiệu cao giải trí với nội dung 4k Hiệu Kabylake nới vượt trội so với hệ thứ Biểu đồ so sánh hiệu giữu Kabylake Broadwell Thế hệ thứ (Coffeelake) Coffeelake mắt vào tháng năm 2017- Khi mà tên kabylake chưa hết nóng Sự đời Coffeelake vượt trội hoàn toàn so với Kabylake : Tuy 10 sản xuất tiến trình 14 nm (Intel cho việc chế tạo CPU cơng nghệ 10nm khó để ổn định) Coffee Lake có thay đổi lớn Điển việc dòng Core i3 hệ Coffee Lake có phiên nhân luồng xung nhịp cao (dù không hỗ trợ Turbo Boost), Core i5 Core i7 có phiên nhân, nhân xưa cũ Chưa kể đến đệm L3 tăng theo số nhân, MB Core i3 tối đa 12 MB Core i7 Trong mức TDP cao với 95 W cho phiên hỗ trợ OC (dòng K) 65 W tiêu chuẩn cho phiên lại 11 Điểm bật hệ thứ dòng i7 có Turbor boost tối đa chuyên chơi game, dòng i5 nâng cấp thành nhân, nhưg hạn chế Intel trì nhân luồng tức nhân luồng nhân 12 luồng i5 xung nhịp i7 thấp Hai dòng cao cấp hệ i7-8700k i7-8700 trang bị nhân 12 luồng Trên thực tế, Coffeelake mạnh so với Kabylake tới 65% tùy CPU Intel dự định mắt Coffeelake-S vào quý năm 2017 Sự mắt mắt đánh bật Ryzen khỏi top đầu lựa chọn CPU chơi game stream ۞ Trong động thái khác thường mình, Intel vén bí mật người kế nhiệm Coffee Lake hệ CPU chưa mắt Thông tin đặt trang giải mã tên mã – codename decoder Intel Trong đó, dù thơng tin hạn chế nhận thơng tin quan trọng hệ CPU này: tên mã Ice Lake tiến trình 10nm+ Với lộ trình mắt sản phẩm khoảng năm lần, Ice Lake có lẽ cách khơng xa sớm cuối năm 2018 tới 12 PHẦN IV : CHI TIẾT CPU CORE I3/I5/I7 VÀ I9 Đặc điểm chung i3,i5,i7 i9 Core i chip vi xử lý tiên tiến Intel bao gồm i3/i5/i7 i9 Hiện nay, 80% mẫu PC 90% mẫu Laptop sử dụng vi xử lý intel Các dòng core i sử dụng kiến trúc MainBoard (MB) tích hợp điều khiển RAM Card hình bên CPU CPU Core i3 (Kiến trúc Clarkdale – dùng cho PC – tảng 32nm Kiến trúc Arrandale – dùng cho laptop – tảng 32nm) - Là xử lý sử dụng nhiều mẫu máy tính giá rẻ tầm trung Core i3 lõi kép đủ tốt cho nhu cầu sử dụng máy tính thơng thường ngày Giá loại laptop core i3 thường dao động khoảng từ – 11 triệu - Core i3 không hỗ trợ công nghệ Turbor Boost (tăng tốc vi xử lý tự động) Core i3 có nhân phân luồng xử lý liệu (Công nghệ Hyper Threading) - Xung nhịp từ 2.3 – 2.7 GHz Bộ nhớ cache 3MB Bảng thông tin CPU Core i3 hệ thứ 13 CPU Core i5 (Đều sử dụng kiến trúc Arrandale 32nm PC laptop) - Là xử lý phổ thông Intel, dùng nhiều máy laptop 15inch Giá mẫu laptop core i5 thường từ 12 – 20 triệu - Core i5 hỗ trợ công nghệ TurborBoost không hỗ trợ HyperThreading Core i5 chủ yếu có nhân phân luồng có số sản phẩm có nhân phân luồng - Xung nhịp từ 1.8 – 3.1 GHz Bộ nhớ cache 3-6MB Bảng thông tin CPU Core i5 CPU Core i7 (Dùng cho PC : Kiến trúc Lynnfield – tảng 45nm Kiến trúc Bloomfield – tảng 45nm Kiến trúc Gulftown – tảng 45nm Dùng cho Laptop : Kiến trúc Arrandale – điện áp thấp – tảng 32 nm Kiến trúc Clarksfield – tảng 45 nm) 14 Bảng thông tin CPU core i7 Skylake-H CPU Core i9 Core i9 mắt vào tháng năm 2017 kèm hệ Core X kiện Computex 2017 Cái tên hot nhât Core i9-7980XE với 18 nhân 36 phân luồng Tất phiên core i9 trang bị công nghệ Turbor Boost Max 3.0 giúp tăng xung nhịp lên 4.5 GHz mà không cần ép xung Sự đời Core i9 đáp trả lại Threadripper - xử lý AMD Ryzen Dưới dòng model Core i9 thông số cụ thể : 15 Các vi xử lý yêu cầu bo mạch chủ với Socket LGA 2066 (còn gọi Socket R4) chipset X299, phần tảng Basin Falls Bảng giá cụ thể dòng vi xử lý i9 này: - Core i9-7980XE: 18 lõi / 36 luồng: 1.999 USD - Core i9-7960X: 16 lõi / 32 luồng: 1.699 USD - Core i9-7940X: 14 lõi / 28 luồng: 1.399 USD - Core i9-7920X: 12 lõi / 24 luồng: 1,199 USD - Core i9-7900X (3.3GHz): 10 lõi / 20 luồng: 999 USD 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO - http://genk.vn/ https://123doc.org https://blogchiasekienthuc.com https://vi.wikipedia.org Sách “Kiến trúc máy tính” Nguyễn Đình Việt 17 ... CHI TIẾT CPU CORE I3 /I5 /I7 VÀ I9 Đặc i m chung i3 ,i5 ,i7 i9 Core i chip vi xử lý tiên tiến Intel bao gồm i3 /i5 /i7 i9 Hiện nay, 80% mẫu PC 90% mẫu Laptop sử dụng vi xử lý intel Các dòng core i. .. v i hệ th i gian kh i động nhanh Intel mắt 48 vi xử lý thuộc dòng Intel Core hệ thứ (Skylake), trang bị đồ họa Intel Iris Iris Pro, dòng vi xử lý Intel Xeon E31500M dành cho máy trạm làm việc... nhiều - Số PCI Express t i đa nhiều V i vi xử lý Kabylake tr i nghiệm ngư i dùng phong phú hơn, hiệu cao gi i trí v i n i dung 4k Hiệu Kabylake n i vượt tr i so v i hệ thứ Biểu đồ so sánh hiệu