Bai 8 CPU

 Một trong những phần tử cơ bản nhất của máy tính  Nhiệm vụ: Xử lý các chương trình trong bộ nhớ..  Chương trình gồm có Lệnh và Số liệu.[r]

Bộ xử lý trung tâm CPU

(Central Processing Unit )

Tạm dịch đơn vị xử lý trung tâm

Có thể xem não máy tính

Một phần tử máy tính Nhiệm vụ: Xử lý chương trình nhớ

Chương trình gồm có Lệnh Số liệu

Lệnh xử lý trung tâm (CPU) giải mã để biết

cách thức xử lý số liệu

Có nhiều kiểu dáng khác qua nhiều hệ khác

nhau

Đặc trưng bản:

Tốc độ xung nhịp Bộ nhớ Cache

Bộ xử lý trung tâm CPU

(Central Processing Unit )

các phận chủ yếu sau:

Bộ điều khiển (CU: Control Unit): Lấy lệnh từ nhớ,

giải mã lệnh.

Bộ số học luận lý (ALU: Arithmetic Logic Unit): Thực

hiện phép tính số học luận lý.

Các ghi (Register): Bộ nhớ tốc độ cao, dung

lượng nhỏ dùng dể lưu trữ kết tạm thời thông tin điều khiển.

Bộ xử lý trung tâm thực chương trình

cách lặp lại bước sau :

Đọc lệnh từ nhớ.

Giải mã lệnh & đọc toán hạng (nếu có) Thực lệnh

Bộ xử lý trung tâm CPU

(Central Processing Unit )

các phận chủ yếu :

Bộ điều khiển

ALU

Bộ xử lý trung tâm CPU

(Central Processing Unit )

Cấu trúc CPU :

B Ộ Đ I Ề U K H I Ể N Thanh ghi

Các ghi đa dụng

Các toán hạng

ALU

Cờ

Thanh ghi đoạn (Segment Register) Thanh ghi đếm lệnh

(PC)

Kiểm soát Bus Phát địa

Đuôi lệnh

Bus đa hợp

Các loại CPU

Có nhiều loại CPU qua hệ CPU CPU 80xxx,

What is a personal computer processor?

 The single processor chip found in personal

computers

 Sometimes called a microprocessor  Processors identified by

• Manufacturer

• Model name or model number

Pentium® 4

•Who are the personal computer processor manufacturers?

•Note: Apple Computer, Inc began using Intel microprocessors in 2005

Intel Pentium®

Pentium® II

with MMX™ Celeron™ Xeon™ Itanium™ Used in PCs

AMD (Intel-compatible) Duron™ AMD-K6® Athlon™ with 3DNow! ™

Used in PCs

Microprocessor

Microprocessor

s

Microprocessors

Microprocessors

•

A microprocessor is a small calculating device usually used in our home PCs which can easily fit in the palm of your hand A

Devices with microprocessors

Devices with microprocessors

Microprocessors Companies

Microprocessors Companies

• There are many microprocessor companies in market • but the two well recognized are Intel and AMD

Processor Processor Control Control Unit Unit Arithmetic Arithmetic

Logic Unit (ALU)

Logic Unit (ALU)

Arithmetic

Arithmetic

Logic Unit (ALU)

Logic Unit (ALU)

• What is the central processing unit (CPU)?

Input Input Devices Devices Storage Storage Output Output Devices Devices

Interprets and carries out basic instructions that

operate a computer

Memory Memory

Data

Data InformationInformation Informatio Informatio n n Data Data Informatio Informatio n n Informatio Informatio n n Data Data Informatio Informatio n n Control Control Unit Unit

Control unit directs

and coordinates

operations in computer

Arithmetic logic unit (ALU) performs

arithmetic, comparison, and logical operations Also called the

• What is a machine cycle?

Processor

Control Unit

Memory

ALU

Step Fetch

Obtain program instruction or data item from memory

Step

Decode

Translate instruction into commands Step Store

Write result to memory

Step Execute

Carry out command

• What is pipelining?

 CPU begins fetching second instruction before completing

machine cycle for first instruction

• What is a register?

Stores location Stores location from where instruction from where instruction

was fetched was fetched Stores

Stores

instruction while it is instruction while it is

being decoded being decoded Stores data Stores data while ALU while ALU computes it computes it Stores results Stores results of calculation of calculation

 Temporary high-speed storage area that holds

• What is thesystem clock ? [Not the real-time clock!]

Each tick Each tick is a is a clock cycle clock cycle

Pace of system Pace of system clock is

clock is clock speedclock speed

Most clock speeds are Most clock speeds are in the gigahertz (GHz) in the gigahertz (GHz)

range (1 GHz = one range (1 GHz = one billion ticks of system billion ticks of system

clock per second) clock per second)

Processor speed can Processor speed can also be measured in also be measured in m

millions of iillions of instructions nstructions p

per er ssecond econd (MIPS)(MIPS)

 Controls timing of all computer operations

 Generates regular electronic pulses, or ticks, that set

Overclocking a Microprocessor

• Overclocking is the process of making your computer

• run faster than it was when you first bought it.

• Warning: Don’t this if you a Pentium w/HT because

• you will burn up the processor !

• If you bought a Pentium running at 3.2 GHz and you

• want it to run faster, you could overclock the processor

Microprocessors: Which one ?

• Which processor should you select?

 The faster the processor, the more expensive the computer

Celeron

Itanium or Xeon

Pentium family

1.3 GHz and up

3.0 GHz and up 2.4 GHz to 3.0 GHz

Up to 2.4 GHz 2.2 GHz and up

Microprocessors from the Recent Past

• How personal computer processors compare?

Comparison of Widely Used Personal Computer Processors

Name Date Clock Introduced Speed

Itanium 2002 1.3–1.5 GHZ Xeon 2001 1.4–3.06 GHZ

Itanium 2001 733–800 MHZ Pentium 2000 1.4–3.2 GHZ Pentium III Xeon 1999 500–900 MHZ Pentium III 1999 400 MHZ–1.4 GHZ Celeron 1998 266 MHZ–2.6 GHZ Operon 2003 2–2.4 GHZ Athlon MP 2002 1.53–2.25 GHZ Athlon XP 2001 1.33–2.26 GHZ Athlon 1999 500 MHZ–1.4 GHZ

• What is a zero-insertion force (ZIF) socket?

Step 2.

Insert the chip

Step 1.

Lift the lever on the socket

lever

Step 3.

Push the lever down

lever

• What are heat sinks and heat pipes?

 Heat sink—component

with fins that cools processor

heat sink fan

heat sink

 Heat pipee—smaller

• What are heat sinks, heat pipes, and liquid cooling?

 Heat sink — component with fins that cools processor

 Heat pipee—smaller

device for notebook computers

 Liquid cooling—

• What is parallel processing? Control Processor Control Processor Processor 1 Processor 1 Memory Memory Processor 2 Processor 2 Memory Memory Processor 3 Processor 3 Memory Memory Processor 4 Processor 4 Memory Memory

 Using multiple processors simultaneously to execute a

program faster

 Requires special software to divide problem and bring

Sockets supporting Intel processors

Socket - 80486DX4

Socket - Intel Pentium and Pentium MMX, AMD K6

and some Cyrix CPUs)

Socket - Intel Pentium Pro

Slot - Intel Pentium II, older Pentium III, and

Celeron processors (233 MHz - 1.13 GHz)

Slot - Intel Xeon processors based on Pentium II/III

cores

Socket 370 - Celeron processors and newer

Pentium IIIs (800 MHz - 1.4 GHz)

Socket 423 - Intel Pentium and Celeron processors

Sockets supporting Intel processors

Socket 478 - Intel Pentium and Celeron processors

(based on Northwood, Prescott, and Willamette cores)

Socket 479 - Intel Pentium M and Celeron M

processors (based on the Banias and Dothan cores)

Socket 480 - Intel Pentium M processors (based on the

Yonah core)

Socket 603/604- Intel Xeon processors based on the

Northwood and Willamette Pentium cores

Socket LGA 775 (Land Grid Array) - Intel Pentium

Sockets supporting AMD CPUs

Slot A - original AMD Athlon processors

Socket 462 (aka Socket A) - newer AMD Athlon, Athlon

XP, Sempron, and Duron processors

Socket 754 - lower end AMD Athlon 64 and Sempron

processors with single-channel memory support

Socket 939 - AMD Athlon 64, AMD Athlon 64 FX, AMD

Athlon 64 X2, and AMD Opteron processors with dual-channel memory support

Socket 940 - AMD Opteron and early AMD Athlon FX

processors

Socket AM2 - Sempron, AMD Athlon 64, AMD Athlon 64

Nâng cấp CPU

Thay CPU “mạnh” tốc độ xử lý dung

lượng Cache

Một số lưu ý nâng cấp CPU: Xem kỹ tài liệu bo

mạch sử dụng:

Tốc độ CPU hoạt động Điện lõi

Dạng đế cắm

Một số vấn đề phát sinh thay CPU Thay bo mạch chính

Thay Ram

Thay cấp nguồn Thay ổ đĩa cứng

Lưu ý thao tác với CPU Dễ hỏng bị va chạm

Chân CPU dễ bị gãy

Cẩn thận, nhẹ nhàng, tránh làm rơi CPU

CPU thường bị hỏng nóng sai điện

V core cung cấp cho CPU

Trước thay cần xem xét nguyên nhân gây hỏng

CPU:

Điện nguồn

 80486DX4  Intel Pentium AMD  Pentium Pro  Pentium II Pentium III   Celeron  Pentium   Pentium M   604- Xeon 