DIMM (Dual In-line Memory Modul):

Một phần của tài liệu Giáo trình kiến trúc máy tính (Trang 33)

Đây là loại bộ nhớ 2 hàng chân cĩ nhiệm vụ truyền thơng tin cĩ kích thước 64bit (8byte), được cắm trên các khe cắm của Mainboard, DIMM là tập hợp của nhiều chip nhớ DRAM trên một miếng Silic, chúng cĩ loại 168pin và 184pin. Đây là dạng bộ nhớ phổ biến hiện nay cĩ dung lượng từ 8M,...256MB, 512MB...Hiện nay bộ nhớ DIMM cĩ 3 loại sau:

SDRAM(Synchronus DRAM): Bộ nhớ động đồng bộ là một loại RAM động chạy bằng tốc độ của BUS bộ nhớ cĩ 168pin, SDRAM là loại cĩ độ rộng 64bit nghĩa là cĩ thể truyền 64bit (8byte) cùng một lúc (VD: SDRAM PC100MHz cĩ thể truyền 8*100=800MBps). SDRAM cĩ một số loại sau:

 PC66 – 66MHz, 533MBps

 PC100 – 100MHz, 800MBps

 PC133 – 133MHz, 1GBps

RDRAM: Là một thiết bị kênh hẹp cĩ thể truyền 16bit (cộng thêm 2bit chẵn lẻ) đồng thời nhưng cĩ tốc độ nhanh hơn nhiều. Tốc độ của RDRAM cĩ thể lên đến 1200MHz, cĩ nghĩa là tổng dung lượng truyền là 1200*2=2,4GBps (gấp 2 lần SDRAM). Bên cạnh đĩ RDRAM cần ít trạng thái đợi hơn nhiều so với SDRAM vì chạy đồng bộ trong hệ thống và chỉ theo một hướng. Cĩ nghĩa là tổng dung lượng nhiều gấp 3 lần SDRAM133MHz. RDRAM gồm 184pin và cĩ các loại sau:

 PC600 – 300MHz, 1,2GBps

 PC800 – 400MHz, 1,6GBps  PC1066 – 533MHz, 2,1GBps  PC1200 – 600MHz, 2,4GBps  RIM3200 – 400MHz, 3,2GBps  RIM4200 – 533MHz, 4,2GBps  RIM4800 – 600MHz, 4,8GBps  RIM6400 – 800MHz, 6,4GBps

DDRAM (Dual Data Rate): Là cải tiến từ bộ nhớ SDRAM. Cĩ các loại sau:

DDRAM1: Với tốc độ gấp 2 lần tốc độ SDRAM. Thay vì tăng gấp đơi tốc độ của đồng hồ, bộ nhớ DDRAM cĩ khả năng truyền hai lần trong một chu kỳ. Là chuẩn mới 184pin, sử dụng nguồn điện 2,5V.

DDRAM2: Với tốc độ gấp 2 lần tốc độ DDRAM1. Thay vì tăng gấp đơi tốc độ của đồng hồ, bộ nhớ DDRAM2 cĩ khả năng truyền 4 lần trong một chu kỳ. Là chuẩn mới 240pin, sử dụng nguồn điện 1,8V.

DDRAM3: Với tốc độ gấp 2 lần tốc độ DDRAM2. Thay vì tăng gấp đơi tốc độ của đồng hồ, bộ nhớ DDRAM3 cĩ khả năng truyền 8 lần trong một chu kỳ. Là chuẩn mới 240pin, sử dụng nguồn điện 1,5V.

PC-1600 (DDR200) – 100MHz, 1,6GBps PC-2100 (DDR266) – 133MHz, 2,1GBps PC-2700 (DDR333) – 167MHz, 2,7GBps PC-3200 (DDR400) – 200MHz, 3,2GBps PC2-4200 (DDR2 533) – 266 MHz, 4,3GBps PC2-5400 (DDR2 667) – 333 MHz, 5,4GBps PC2-6400 (DDR2 800) – 400 MHz, 6,4GBps PC2-8500 (DDR2 1066) – 533 MHz, 8,5GBps PC3-6400 (DDR3 800) – 400 MHz, 6,4GBps PC3-8500 (DDR3 1066) – 533 MHz, 8,5GBps PC3-10600 (DDR3 1333) – 667 MHz, 10,667GBps PC3-12800 (DDR3 1333) – 800 MHz, 12,8GBps 4.4.3 Card nhớ

Một cải tiến của việc đĩng gĩi bộ nhớ là gắn các linh kiện nhớ mật độ cao vào trong một tấm Card nhớ (CR, MS, SDC, MMC...). Sau đĩ, Card nhớ được gắn vào máy tính qua một khe đặc biệt mà khơng cần phải mở vỏ máy tính. Dung lượng hiện nay đã lên đến 4GB…

Bài 5 BỘ VI XỬ LÝ (PROCESSOR)

5.1 Sơ lược sự phát triển

Khơng chỉ trong máy vi tính cá nhân (PC: Personal Computer) mà bộ vi xử lý cịn được sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác như: Điều khiển tự động, máy chuyên dùng, máy in…và được nhiều hãng sản xuất chúng như: Zilog (ứng với Z80, Z800 …), Motorola (ứng với 6800,68000…).

Thế hệ máy tính PC đầu tiên là máy XT, tương ứng với CPU 8068 và 80186 do hãng Intel cung cấp. Sau đĩ Intel tiếp tục đưa ra bộ vi xử lý 80286 tương ứng với máy AT (năm 1989). Từ đây, bộ vi xử lý liên tục được cải tiến và các thế hệ lần lượt ra đời là 80386, 80486... Lúc này, trên thị trường khơng chỉ hãng Intel mà cĩ rất nhiều hãng sản xuất CPU cho máy vi tính như : Cyrix, AMD …Đến thế hệ máy 586(80586) trong thị trường máy vi tính PC, CPU chỉ cịn hai hãng sản xuất đĩ là: Intel và AMD. Với Intel CPU được phát triển từ thế hệ PentiumMMX, Pentium II, Pentium III, Pentium 4… và hiện nay là Core 2 Quad Extreme (QX6850) cĩ tốc độ xử lý đã lên đến 2x3,0GHz, Cache L2 lên đến 2x4MB ... Với hãng AMD, CPU được phát triển từ thế hệ K6, K7... và hiện nay là AthlonX2.

5.2 Đặc điểm một số loại Chip VXL:

8080: Được giới thiệu vào năm 1974 – chip xử lý 8 bits hồn thiện đầu tiên, nĩ khơi nguồn cho dịng chip 8bits sau này là 8088, chip 8088 được IBM sử dụng trong dịng máy cá nhân, và nhanh chĩng trở thành quen thuộc với người dùng trên thế giới. trên cơ sở thiết kế của chip

8088 Intel cải tiến thành 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium 4…

Pentium: Thực chất là đời thứ 5 của kiến trúc x86 (80586) nhưng vì một số lý do khách quan Intel buộc phải đổi thành Pentium, sau đĩ Intel liên tiếp giới thiệu các chip trong dịng Pentium, biến Pentium thành một dịng chip nổi tiếng. Các chip thuộc nhánh Pentium gồm:

Pentium OverDrive: Được sản xuất bằng cơng nghệ 0.6µm, 3.3V, 32 bus Data, và cĩ bộ nhớ đệm Cache L1 32KB.

Pentium Pro: Đây là chip đầu tiên thuộc dịng Pentium cĩ thêm bộ nhớ đệm Cache L2 (512KB ÷ 1MB) mà tốc độ hoạt động bằng với tốc độ của CPU. Và được nối với CPU thơng qua bus hệ thống (60 ÷ 6.6MHz), nên tốc độ tương đối nhanh.

Pentium II: Được giới thiệu vào ngày 7/5/1997, được sản xuất bằng cơng nghệ 0.33µm, tốc độ khoảng 233 ÷ 450MHz. Cĩ bộ nhớ đệm Cache L2 lớn hơn Pentium Pro nhưng tốc độ thì bằng ½ tốc độ của CPU. Pentium II cho phép thay đổi dung lượng Cache L2 thoải mái, vì vậy Intel cĩ thể sản xuất các chip cĩ hiệu suất thấp hơn nhưng giá thành rẻ hơn. Một biến thể của Pentium II chính là dịng Celeron. Thực chất Celeron cũng giống Pentium nhưng nĩ khơng cĩ Cache L2 hoặc cĩ nhưng dung lương nhỏ.

Pentium III: Được giới thiệu vào ngày 26/2/1999, được sản xuất bằng cơng nghệ 0.25µm.Tốc độ xung đồng hồ cĩ thể lên đến 1.4GHz. Thực chất nĩ rất giống Pentium II, khác biệt duy nhất là nĩ cĩ thêm nhiều tập lệnh mới.

Pentium 4: Được giới thiệu vào năm 2000, khác với các Pentium trước, Pentium 4 sử dụng kiểu kiến trúc khác. Cĩ khả năng xử lý nhanh các số nguyên, tính tốn với các số chấm động 64bits. Được sản xuất bằng cơng nghệ 0.18µm.Tốc độ xung đồng hồ cĩ thể lên đến 3.6GHz.

Pentium 4M: Thường được dùng cho Laptop, kiến trúc của dịng này cĩ nhiều khác biệt so với dịng Pentium 4, nguồn điện năng tiêu thụ thấp hơn so với Pentium 4 tuy nhiên sức mạnh tính tốn của nĩ thua kém Pentium 4.

Pentium M: Đây là loại CPU hội tụ đầy đủ những ưu điểm của cả 2 dịng Pentium 4 và Pentium 4 M. Laptop sử dụng CPU này vừa cĩ sức mạnh tính tốn vừa tiết kiệm pin.

Ngồi ra Intel cịn cĩ một số dịng CPU cho Laptop khác, ví dụ như Celeron M cĩ thể coi là một phiên bản “rút gọn” của Pentium M, với CPU này sức mạnh xử lý bị giảm đáng kể tuy nhiên giá thành thì rẻ hơn nhiều so với Pentium M.

Khi nĩi đến Pentium M người ta thường nhắc đến cơng nghệ

Centrino. Đĩ là cơng nghệ cho máy Laptop gồm 3 thành phần chính:

CPU Intel Pentium M + Bo mạch chủ Intel 855 trở lên + Kết nối Wireless Intel Pro. Các cơng nghệ tương tự nhưng khơng đảm bảo cả 3 thành phần trên hoặc cĩ cả 3 thành phần trên nhưng khơng đúng tiêu chuẩn thì cũng khơng được gọi là Centrino.

Pentium D: Được giới thiệu vào tháng 5/2005. Pentium D là cơng nghệ 2 nhân dựa trên kiến trúc Pentium 4, với 2 bộ nhớ đệm Cache L2 khoảng 1MB, hỗ trợ tính tốn 64bits. Do cĩ 2 nhân tích hợp trong 1 chip nên tốc độ xử lý của Pentium D tăng gấp đơi so với chip 1 nhân.

Intel Core 2 Duo: Được giới thiệu vào tháng 12/2006. Đây là chip được phát triển trên nền tảng vi kiến trúc Intel Core, “Duo” ở đây cĩ nghĩa là chip được tính hợp 2 nhân. Core 2 Duo là bộ vi xử lý 2 nhân thật chứ khơng phải 2 nhân ảo như Pentium 4 HT trước đây. Core 2 Duo cĩ tốc độ xử lý nhanh hơn Pentium 4 và Pentium D. Trung bình Core 2 Duo nhanh hơn Pentium D 40%, Pentium 4 từ 2 ÷ 3 lần. Core 2 Duo chạy êm và tiết kiệm năng lượng hơn 40% so với Pentium D. Pentium D cũng 2 nhân, nhưng 2 nhân của Core 2 Duo chạy nhanh hơn 2 nhân của Pentium D.

Intel Core 2 Quad Extreme: Được giới thiệu vào năm 2007. Đây là chip được tích hợp 4 nhân.

Intel Core 2 Quad và Intel Core 2 Duo cơng nghệ 45nm: Được giới thiệu vào năm 2008. Một trong những điểm nổi bật nhất của 2 dịng CPU này là dung lượng Cache L2 được tăng thêm gần gấp đơi so với các dịng CPU sản xuất trên cơng nghệ 65nm. Cụ thể là dịng Intel Core 2 Quad cĩ Cache L2 12MB và dịng Intel Core 2 Duo là 6MB.

Những CPU trước đây chỉ cĩ tập lệnh SSE2, SSE3, thì dịng CPU này được tăng cường thêm tập lệnh SSE4 giúp tăng tốc xử lý các dữ liệu truyền thơng đa phương tiện, đồ họa 3D, kỹ thuật số…một cách đáng kể. Để phát huy tính năng này, người dùng cần phải bật (enable) tùy chọn SSE4 trong Option của các phần mềm cĩ hỗ trợ tập lệnh SSE4. Nĩi đến CPU Intel, chúng ta cũng đề cập đến các dịng chipset Intel mới, hỗ trợ CPU 45nm đĩ là: Chipset cao cấp X38, P35. Điểm nổi bật của 2 dịng Chipset này là hỗ trợ cả 2 chuẩn bộ nhớ DDRII, DDRIII và khả năng overlocking. Các dịng X38, P35 đều hỗ trợ FSB (Front Side Bus) 1333MHz.

5.3 Các thơng số kỹ thuật 5.3.1 Xung nhịp (Clock) 5.3.1 Xung nhịp (Clock)

Xung nhịp (tốc độ của bộ VXL) càng cao càng chạy nhanh? Chưa hẳn như vậy vì ta cứ lấy ví dụ CPU Ce 2.0GHz khơng thể bằng Pentium 4 2.0GHz được vì cơng nghệ sản xuất và các đặc điểm khác nhau. Do đĩ ta chỉ cĩ thể so sánh tốc độ khi các thành phần như: Cơng nghệ sản xuất, số lượng Transistor, dung lượng Cache, Bus giao tiếp, tập lệnh…giống nhau.

5.3.2 Băng thơng giao tiếp (FSB: Front Side Bus)

Cho biết tốc độ chuyển đổi dữ liệu giữa BXL và Bo mạch chủ. Băng thơng càng lớn thì sẽ tăng hiệu năng hoạt động của BXL. Nên chọn tốc độ giao tiếp (Bus) của BXL tương ứng với tốc độ Bo mạch chủ hỗ trợ. VD BMC hỗ trợ tối đa 1.333MHz thì nên chọn BXL cĩ FSB (Front Side Bus) cùng tốc độ.

5.3.3 Bộ nhớ đệm (Cache)

Tốc độ BXL phụ thuộc vào dung lượng. BXL thường cĩ 2 loại Cache L1, L2, đơi khi thêm Cache L3 nhằm tăng khả năng xử lý. Cache L1 ít thay đổi nên ta chỉ quan tâm đến Cache L2 (128KB – 12MB).

5.3.4 Cơng nghệ sản xuất (Micros)

Cơng nghệ sản xuất của Intel đạt 45nm cịn AMD đạt 65nm (cho biết khoảng cách ngắn nhất giữa 2 Transistor của BXL). Như vậy cơng nghệ sản xuất càng nhỏ thì tích hợp được càng nhiều Transistor trên cùng một kích thước. Do đĩ tốc độ và khả năng tính tốn tăng lên.

5.3.5 Tập lệnh

BXL tích hợp nhiều tập lệnh sẽ tăng được khả năng tính tốn. Tốc độ của BXL phụ thuộc vào việc tối ưu tập lệnh thực hiện.

TÊN CHIP NĂM SỐ LƯỢNG TRANSISTOR MICR OS TỐC ĐỘ ĐỒNG HỒ DATA WIDTH 8080 1974 6.000 6 2 MHz 8 bits 8088 1979 29.000 3 5 MHz 8 bits 80286 1982 134.000 1.5 6 MHz 16 bits, 8 bits bus 80386 1985 275.000 1.5 16 MHz 32 bits 80486 1989 1.200.000 1 25 MHz 32 bits Pentium 1993 3.100.000 0.8 60 MHz 32 bits, 64 bits bus Pentium II 1997 7.500.000 0.35 233 MHz 32 bits, 64 bits bus Pentium III 1999 9.500.000 0.25 450 MHz 32 bits, 64

bits bus Pentium 4 2000 42.000.000 0.18 1.5 GHz 32 bits, 64 bits bus Pentium 4 M 2002 55.000.000 0.13 2.6 GHz 32 bits, 64 bits bus Pentium 4 Prescott 2004 125.000.000 0.09 3.6 GHz 32 bits, 64 bits bus Pentium M 2005 125.000.000 0.09 2.13 GHz 32 bits, 64 bits bus Pentium D 2005 230.000.000 0.09 3.2 GHz 32 bits, 64 bits bus Core 2 Duo 2006 291.000.000 0.065 2.66 GHz 32 bits, 64

bits bus Core 2 Quad

Extreme

2007 582.000.000 0.065 2x3 GHz 32 bits, 64 bits bus

5.4 Các loại đế cắm của CPU

Intel cũng như AMD tạo ra nhiều loại đế cắm khác nhau… Mỗi loại đế cắm cĩ thể dùng cho các Bộ xử lý khác nhau. Bảng dưới đây trình bày đặc điểm của các vấn đề này.

Tên Socket Dùng cho CPU Số chân cắm Điện (V)

Socket 370, PGA 370 Socket

Pentium III FC-PGA, Celeron

PPGA, Cyrix III 370 pins 1.5V or 2V Slot 1 or SC242 Pentium II, Pentium III 242 pins 2.8V and

3.3V

Slot A AMD Athlon 242 pins 1.3V to 2.05V

Socket A or Socket

462 AMD Athlon and Duron

462 pins

1.1V to 1.85V

Slot 2 or SC330 Pentium II Xeon, Pentium III Xeon

330 pins

1.5V to 3.5V

Socket 423 Pentium 4 423 pins 1.7V and

1.75V

Socket 478 Pentium 4 478 pins 1.7V and

1.75V

Socket PAC418 Itanium 418 pins 3.3V

Socket PAC611 Itanium 2 611 pins 3.3V

Socket 603 Xeon DP and MP 603 pins 1.5V and 1.7V Socket 754 AMD Athlon 64, Sempron,

Turion 64

754 pins

PGA grid 0.8V to 1.55V Socket 775 or Pentium 4, Celeron D, 755 pins 0.9375V-

Socket T Pentium 4 Extreme Edition, Pentium D, Pentium Extreme Edition, Core 2 Duo, Core 2 Extreme

LGA grid 1.4V

Socket 939

AMD Athlon 64, Athlon 64 FX, Athlon 64 X2, Opteron, Sempron

939 pins

PGA grid 0.8V to 1.55V

Socket 940 AMD Athlon 64 FX and Opteron

940 pins

PGA grid 0.8V to 1.55V Socket AM2 AMD Athlon 64, Athlon 64 X2,

Athlon 64 FX, Sempron

940 pins PGA grid

Bài 6 CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI

6.1 Màn hình CRT (Cathode Ray Tube)

Hơn 1 thế kỷ trước đây, khi làm thí nghiệm về phĩng điện trong ống thủy tinh người ta thấy cĩ 1 loại tia từ catode (âm cực) đi ra, mắt thường khơng nhìn thấy nhưng cĩ tác dụng làm phát sáng thành bình thủy tinh. Đặc biệt nếu ở thành bình cĩ phủ 1 lớp chất huỳnh quang như phơtpho, khi tia đĩ chiếu vào cĩ ánh sáng phát ra rất mạnh. Người ta gọi đĩ là tia catode và ống thủy tinh tạo ra được sự phĩng điện nĩi trên là ống tia catode (CRT: Catode Ray Tube). Về sau khi biết được bản chất của tia catode là tia điện tử và rất dễ dùng điện trường hay từ trường để điều khiển cho tia điện tử lệch đường đi. Trên cơ sở đĩ, cách đây gần 80 năm chiếc đèn hình thơ sơ cho ảnh đen trắng ra đời gọi là đèn hình CRT.

6.2 Màn hình CRT màu

Về nguyên lý màn hình CRT màu giống như màn hình CRT đen trắng tuy cĩ hơi phức tạp vì liên quan đến việc tạo ảnh màu.

Hình vẽ tồn bộ đèn CRT màu, phía loe to ra đằng trước là nơi để nhìn thấy hình nên gọi là màn hình. A là catode gồm 3 sợi bằng vơnfram giống nhau. Khi cho dịng điện đi qua thì nĩng lên phát ra điện tử, nhờ cĩ điện thế cao ở anode C, điện tử được tăng tốc tạo thành tia điện tử đi thẳng đập vào màn D. Như vậy khác với trường hợp đèn hình CRT đen trắng, ở đây catode tạo ra 3 tia điện tử giống nhau đi gần nhau, do chức năng người ta gọi là tia đỏ, tia lục và tia lam. Ngay trước màn D

cĩ 1 lá kim loại mỏng đục thủng đến hàng triệu lỗ nhỏ hình chữ nhật sắp xếp theo hàng cột.

Màn hìnhD là tấm thủy tinh trong suốt mặt trong đối diện với lá đục lỗ

F cĩ phủ hàng triệu chấm phơtpho hình chữ nhật nhỏ cũng xếp theo hàng cột như ở lá kim loại.

Ở đây cĩ sự phối hợp bố trí rất chính xác nhằm đạt những điều kiện sau:

 Ba tia điện tử từ catode đi đến lá đục lỗ gần như đồng thời lọt qua từng lỗ một. Các chấm phốtpho phủ ở tấm thủy tinh cũng chia thành từng nhĩm 3 chấm một, 1 chấm phát ra màu đỏ, 1 chấm phát ra màu lục và 1 chấm phát ra màu lam khi cĩ tia điện tử chiếu vào.

 3 tia điện tử giống nhau nhưng khác nhau về chức năng: tia đỏ chỉ chiếu vào chấm phốtpho đỏ, tương tự tia lục chỉ chiếu vào chấm phơtpho lục và tia lam chỉ chiếu vào chấp phốtpho lam. Cả 3 chấm ứng với 1 lỗ ở lá đục lỗ tạo thành 1 phần tử ảnh. Nếu cường độ 3 tia điện tử đều mạnh như nhau, 3 chấm phơtpho đỏ, lục, lam sáng như nhau, ta cĩ phần tử ảnh màu trắng. Nếu cả 3

Một phần của tài liệu Giáo trình kiến trúc máy tính (Trang 33)