BTL KTMT Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core 2 Duo

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
TRUNG TÂM NGOẠI NGỮ TIN HỌC

BÀI TẬP LỚN MƠN HỌC
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý

Intel Core 2 Duo
Nhóm sinh viên thực hiên: Nhóm 12
Lớp: Tin 1_K15

Hà Nội, Ngày 10/05/2014


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
TRUNG TÂM NGOẠI NGỮ TIN HỌC

BÀI TẬP LỚN MƠN HỌC
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý

Intel Core 2 Duo
Nhóm sinh viên thực hiên: Nhóm 12
Lớp: Tin1_K15
Sinh viên thực hiện:
1. Lê Tiến Dũng
2. Nguyễn Thế Hải
3. Ngô Quang Long


MỤC LỤC

I.Hoàn cảnh ra đời và lịch sử phát triển của VXL Intel Core 2 Duo…………….….3
Một số thông số của Merom:………………………………………………………….…4
Các thơng số chính Intel® Core™ 2 Duo Processor………………………………….....5
II.Nội dung chính…………………………………………………………………….…5
A.Sơ đồ cấu trúc core………………………………………………………………….…6
B,Cấu tạo phần cứng …………………………………………………………….…....…9
Chíp cầu Bắc……………………………………………………………………….…....10
Chíp cầu Nam………………………………………………………………..………….11
C.Các đặc trưng cơng nghệ chung của VXL Intel Core 2 Duo…………………………12
Công nghệ xử lý lệnh kiểu mới…………………………………………….....................13
Công nghệ tăng cường khả năng xử lý media……………………………………….…..13
Bộ nhớ đệm thông minh ………………………………………………………………...13
Công nghệ nạp dữ liệu thông minh ……………………………………………………..14
Quản lý điện năng thông minh ………………………………………………………….14
D.Đặc trưng công nghệ từng loại biến thể (version) của VXL Core 2 Duo…………….16
Series Core 2 Duo Processor E8000…………………………………………………….16
Series E7000………………………………………………………………………….....16
Series E6000…………………………………………………………………..………...17
Series E4000…………………………………………………………………………….17
III.Kết luận…………………………………………………………………..…………18
Ưu điểm………………………………………………………………………………….19
Khuyết điểm……………………………………………………………………………..19

1


MỞ ĐẦU
Trái tim của một máy tính chính là bộ vi xử lý. Cho đến nay bộ vi xử lý được coi là sản
phẩm nhân tạo phát triển nhanh nhất và có vai trị quan trọng nhất trong lịch sử loài ngời. Bộ vi xử lý CPU là cốt lõi của một máy vi tính. Từ các bộ vi xử lý để chế tạo ra máy
tính cá nhân và Intel đang hớng cấu trúc máy vi tính cá nhân hiện đại. Vai trị của máy vi

tính trong nửa cuối thế kỷ hai mơi được chứng minh bởi đà phát triển chức năng theo
hàm mũ của bộ vi xử lý và mức độ thâm nhập của nó trong xã hội. Máy tính đã thay đổi
hồn tồn cơng nghệ, thay đổi hình thức bn bán thậm trí thay đổi cấu trúc xã hội lồi
người. Vì vậy sau đây chúng ta cùng tìm hiểu về tất cả những gì thuộc về bộ vi xử lý và
cụ thể là bộ vi xử lý Intel Core 2 Duo của Intel.
Bố cục chung của bài tập lớn:
Bài tập lớn gồm các phần:
I.Hoàn cảnh ra đời
II.Các nội dung chính
III.Kết luận
Bài viết dưới đây gồm 3 người cùng nhau tìm tài liệu và thảo luận trong thời gian khá
dài. Tuy nhóm đã có nhiều cố gắng và nghiên cứu để làm tài liệu này rất nghiêm túc song
không tránh khỏi sai sót. Rất mong Thầy giáo và các bạn đọc tài liệu cùng tham khảo và
cho ý kiến để tài liệu được hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn!

2


I . Hoàn cảnh ra đời và lịch sử phát triển của bộ VXL Intel Core 2 Duo
Nền vi xử lý thế hệ mới của Intel ( Core 2 Duo) chính thức được hãng này cơng bố tồn
cầu hơm 28/7/2006 với 10 loại chip cho máy tính để bàn và xách tay. Tích hợp 291 triệu
bóng bán dẫn, tiêu thụ điện năng ít hơn 40%, dịng chip được mong đợi từ lâu này có sự
hỗ trợ của hơn 550 thiết kế hệ thống - lớn nhất trong lịch sử của Intel.
Vào tháng 1 năm 2006 AMD chính thức tung ra thị trường thế hệ CPU K8 sử dụng
socket AM2( socket AM2 có 940 chân).Thế hệ CPU K8 này hỗ trợ Ram DDR2 và có
thêm một số tính năng và cơng nghệ mới như: cơng nghệ máy tính ảo AMD virtualiation,
cơng nghệ “ Integrated Memory Controller ” giúp bảo đảm độ trễ ngắn trong quá trình
CPU xử lý dữ liệu. Thời điểm đó vi sử lý K8 của AMD được xem là bộ xử lý với giải
pháp tiến bộ nhất, hiển nhiên AMD hơn hẳn Intel về nhiều mặt : ít nhất là về mặt cơng
nghệ Intel cịn tỏ ra lạc hậu hơn so với AMD.

Trước thời gian này Intel vẫn còn đang sử dụng kiến trúc NetBurst với thế hệ Pentium 4
chạy với tốc độ 1.5Ghz trên nền Socket 423 chân. Tuy nhiên không muốn AMD vượt mặt
quá lâu Intel đã đưa ra một chiến lược công nghệ mới cho riêng mình: cơng nghệ Dual
core ( cơng nghệ 2 nhân) có tích hợp thêm cơng nghệ Hyper Threarding ( Cơng nghệ Siêu
phân luồng ) đã ra đời vào năm 2002.Tiêu biểu với sản phẩm Core Duo (được biết đến
với tên mã là Yonah), Core Duo là một tên thương mại cho Pentium M processor có hai
lõi xử lý và được sản xuất dưới công nghệ 90 nm .
Với sự ra đời của công nghệ Dual Core vị thế của Intel đã được lấy lại nhanh chóng.
Khơng chỉ dừng lại ở đó Intel đã cho ra đời thế hệ lõi kép thứ hai với sản phẩm tiêu biểu
là Core 2 Duo. Core 2 Duo là tên thương mại cho bộ vi xử lý có tên mã là Merom (cho
các máy laptop) hoặc Conroe (cho các máy desktop), sử dụng kiến trúc mới lõi siêu nhỏ.
Ý tưởng và nền tảng cho Merom bắt đầu từ Banias, tên mã của chip Pentium M đầu tiên.
Sau đó, Dothan được giới thiệu là phiên bản Banias 90 nm. Tháng 1 năm đó chip Yonah
(Core Duo) 65 nm ra đời và đến tháng 3 thì được quảng bá rộng rãi như vi xử lý lõi đôi
đầu tiên cho nền di động của Intel.
Đội thiết kế tại Haifa (Israel) do Mooly Eden (hiện là Phó chủ tịch kiêm tổng giám đốc
nền tảng di động của Intel) lãnh đạo là những người phát minh ra nền Banias và cũng là
những người phát triển vi kiến trúc Core.
Thực ra đây là kiến trúc tương tự như kiến trúc siêu nhỏ được sử dụng trong Pentium M
nhưng có thêm nhiều tính năng mới được bổ sung, như hỗ trợ SIMD instructions, công
nghệ Virtualization Technology cho phép chạy cùng lúc nhiều HĐH, tăng cường bảo vệ
hệ thống trước sự tấn công của virus (Execute Disable Bit), tối ưu tốc độ VXL nhằm tiết
3


kiệm điện năng (Enhanced Intel SpeedStep Technology), quản lý máy tính từ xa (Intel
Active Management Technology).
Các chip mới có 291 triệu bóng bán dẫn, 2 lõi dùng bộ nhớ đệm L2 cache (4 MB cho
Core 2 Duo E6000 và T7000; 2 MB cho T5000 và phiên bản E4000). Trong tổ hợp
"Core": Woodcrest (Xeon 5100) và 2 chip Core 2 Duo Merom và Conroe thì Merom

cung cấp nền tảng cơng nghệ cho Conroe và Woodcrest.

Core 2 Duo được phát hành dưới dạng các sản phẩm E6000 (trước đây mang tên mã
Conroe) dành cho máy tính để bàn và dịng T5000/T7000 (tên mã trước đây là "Merom")
dành cho máy xách tay. Chữ "E" biểu thị mức tiêu thụ năng lượng 50 watt và cao hơn
(dịng chip chủ đạo E6000 thuộc nhóm tiêu thụ 65 watt); chữ "T" được dùng cho các chip
tiêu thụ từ 25 đến 49 watt.
Core 2 Duo với tên mã Conroe có 291 triệu transistor, bộ nhớ đệm L2 4 MB, bus hệ
thống 1066 MHz, socket 775LGA. Một số BXL thuộc dòng này:E6600 (2,4 GHz), E6700
(2,66 GHz).
Core 2 Duo với tên mã Allendale (hay Conroe-L) E6300 (1,86 GHz), E6400 (2,13 GHz)
có 167 triệu transistor, bộ nhớ đệm L2 2MB, bus hệ thống 1066 MHz, socket 775LGA.
Riêng E4300 (1,8 GHz) xuất hiện năm 2007 có bộ nhớ đệm L2 2 MB, bus 800 MHz,
không hỗ trợ Virtualization Technology.
Core 2 Duo tên mã Merom dành cho MTXT có cơng suất tiêu thụ chuẩn TDP là 35W và
gây ấn tượng sâu sắc với công suất 5W khi chạy kiểu ULV (Ultra Low Voltage) . Intel
tuyên bố bộ vi xử lí mới Core 2 của họ chạy nhanh hơn 20% khi cùng với mức tiêu thụ
điện năng so với bộ vi xử lí Core Duo.
*Một số thông số của Merom:
- Công nghệ sản xuất: 65 nm
- Kích thước nhân: 143 mm2
- Transistors: 291 triệu
4


- Tốc độ xung nhịp: 1.06 GHz – 2.4 GHz
- FSB: 533 MHz – 800 MHz
- Bộ nhớ Cache L1: 32 KB + 32 KB
- Bộ nhớ Cache L2: 2 MB – 4 MB Shared
- Số tầng Pipeline: 14

- Số bộ Decoder: 1 Complex + 3 Simple
- Tốc độ giải mã nhanh nhất: 4 + 1
Các thơng số chính Intel® Core™ 2 Duo Processor
- Kiểu chân: Soket LGA775
- Sản xuất dựa trên xử lí 65 nm.
- Tốc độ xử lý từ 1,8GHz đến >= 3,16GHz
- Tốc độ FSB: 800MHz, 1066MHz và 1333MHz
- Bộ nhớ Cache L1 cho lệnh 32 KB và dữ liệu 32KB cho mỗi lõi.
- Cache L2 từ 2MB đến 6MB dùng chung cho cả 2 nhân
- Tương thích với Memory là DDR2
- Chipset hỗ trợ là Intel 945GC, 945GT, 946PL, 946GZ, Q963, Q965, P965,G965 - Tập
lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3.
- Hỗ trợ công nghệ Intel Virtualization (trừ Core 2 Duo E4300)
- Hỗ trợ côngnghệ Intel EM64T .
- Hỗ trợ Execute Disable Bit.
- Khả năng quản lí nguồn thông minh
- Intelligent Power Capability.
- Hỗ trợ công nghệ Enhanced SpeedStep
II. Nội dung chính
5


A.Sơ đồ cấu trúc core
Để hiểu về các vi cấu trúc core chúng ta trở về lịch sử các dòng core của intel ,dòng core
2 nhân đầu tiên của Intel là Dual core. Nó có 2 CPU thật, hồn chỉnh bên trong 1 con
chip. Core Duo được sản xuất bằng công nghệ 65nm (tên mã là Yonah). Core Duo dùng
kiến trúc lõi siêu nhỏ gần giống với Pentium nhưng được bổ sung thêm nhiều tính năng
mới. Bộ nhớ đệm cấp 2 (Cache L2) của Core Duo được chia đều cho mỗi nhân. Nghĩa là
nếu Cache L2 là 2 MB thì nhân 1 và nhân 2 được sử dụng tối đa là 1 MB dù dư dù
thiếu ,chính vì điều này giải thích vì sao dịng dual core hao tốn điện năng và tốc độ .

Cấu trúc dual core

Khắc phục nhược điểm của dòng dual core intel cho ra đòi dòng Core 2 duo .Core 2 duo
ngồi những tính năng mới thì cải tiến tiêu biểu nhất là việc Share dung lượng Cache L2
của 2 nhân. Nghĩa là nếu Cache L2 là 2 MB thì nhân 1 khơng phải dùng cố định 1 MB
nữa mà nếu có thiếu thì lấy phần dung lượng dư của nhân 2 dùng tiếp (điều này đối với
6


Core Duo là không thể) nên việc xử lý sẽ nhanh hơn (vì khi Core Duo xài hết 1 MB L2
Cache mà vẫn cịn thiếu thì sẽ truy xuất vào RAM để lấy dữ liệu, mà RAM thì có tốc độ
truy xuất chậm hơn Cache L2). Các bộ vi xử lý Core 2 Duo từ E7200 trở về sau đã được
sản xuất theo công nghệ 45nm .

Cấu trúc Core 2 Duo

Như vậy vi cấu trúc core đươc hiểu theo cách nôm na là sư cải tiến về mặt số lượng nhân
và cache.

7


Kiến trúc Core có 5 cổng gửi đi nhưng ba trong số chúng được sử dụng cho việc gửi các
chỉ lệnh nối micro-ops đến các khối thựcthi. Điều đó có nghĩa rằng các CPU đang sử
dụng kiến trúc Core đó có thể gửi ba địa chỉ lệnh micro-ops đến khối thực thi trên một
chu kỳ clock.
Kiến trúc Core cung cấp một FPU mở rộng và một IEU mở rộng (ALU) khi chúngta
mang ra so với kiến trúc Pentium M. Điều này có nghĩa rằng kiến trúc Core có thể xử lý
đến ba chỉ lệnh số nguyên trên một chu kỳ clock,trong khi Pentium M chỉ có hai.

Sơ đồ khối chính của các khối thực thi trong kiến trúc Core.
IEU: Instruction ExecutionUnit là nơi các chỉ lệnh được thực thi. Khối này cũng được
biết đến là khối ALU (Arithmetic and Logic Unit). Các chỉ lệnh thông thường cũng được
biết là các chỉ lệnh số nguyên.
JEU: Jump Execution Unit xử lý rẽ nhánh và cũng được biết đến với tên Branch Unit.
FPU:Floating-Point Unit. Khối này chịu trách nhiệm cho việc thực thi các biểu thức toán
học floating-point và cũng cả các chỉ lệnh MMX và SSE.Trong CPU này, các FPU khơng
“hồn thiện” vì một số kiểu chỉ lệnh(FPmov, FPadd và FPmul) chỉ được thực thi trên các
FPU nào đó:
FPadd: Chỉ có FPU này mới có thể xử lý các chỉ lệnh cộng floating-point như ADDPS.
FPmul: Chỉ có FPU này mới có thể xử lý các chỉ lệnh nhân floating-point như MULPS.
FPmov:Các chỉ lệnh cho việc nạp hoặc copy một thanh ghi FPU, như MOVAPS
(đượcdùng để truyền tải dữ liệu đến thanh ghi SSE 128-bit XMM). Kiểu chỉ lệnh này có
thể được thực thi trên các FPU, nhưng chỉ trên các FPU thứ hai và thứ ba nếu các chỉ lệnh
Fpadd hay Fpmul khơng có trong Reservation Station.
Load: khối này dùng để xử lý các chỉ lệnh yêu cầu dữ liệu được đọc từbộ nhớ RAM.
Store Data: Khối này xử lý các chỉ lệnh yêu cầu dữ liệu được ghi vào bộ nhớ RAM.

8


B.Cấu tạo phần cứng CPU( Core 2 Duo)

9


Nhìn một cách tổng thể hệ thống trên chúng ta có thế thấy rằng vi sử lý core 2 duo bao
gồm ba thành phần chính đó là:
+ CPU là bộ sử lý trung tâm của hệ thống và nằm ở vị trí trên cùng.Các thành phần chính
của CPU gồm khối tính tốn ALU , bộ sử lý trung tâm CU và các BUS hệ thống có băng

thơng lớn . Chức năng chính của CPU là tiến hành các thao tác tính tốn xử lý, đưa ra các
tín hiệu địa chỉ, dữ liệu và điều khiển nhằm thực hiện một nhiệm vụ nào đó do người lập
trình đưa ra thơng qua các lệnh.
+ Chip Cầu Bắc(North Bridge) là IC quan trọng nhất trên Mainboard, nó quyết định độ
mạnh và giá thành của Main. Chip Cầu Bắc điều khiển trực tiếp các thành phần như :
o Điều khiển CPU
o Điều khiển bộ nhớ RAM
o Điều khiển Video Card
o Và trao đổi dữ liệu với Chip Cầu Nam.

10


Các thành phần do Chip Cầu Bắc thực hiện (CPU, RAM, Video Card) phải đồng bộ với
nhau và thuộc phạm vi của Chip Cầu Bắc hỗ trợ thì chúng mới doạt động được.
Trong thực tế, mỗi loại Chip Cầu Bắc chỉ hỗ trợ khoảng 2 loại CPU, 2 loại RAM và 2
loại Video Card, nếu bạn sử dụng CPU hay RAM hay Video Card mà Chip Cầu Bắc
không hỗ trợ thì nó sẽ khơng hoạt động được.
+ Chíp Cầu Nam(South Bridge) còn gọi là I/O Controller Hud (ICH), là một chip đảm
nhiệm những việc có tốc độ chậm của Mainboard trong Chipset. Khác với Chip Cầu Bắc,
Chip Cầu Nam không được kết nối trực tiếp với CPU, chính xác hơn Chíp Cầu Nam kết
nối với CPU thơng qua Chíp Cầu Bắc.
Vì Chíp Cầu Nam được đặt xa CPU hơn, nó được giao trách nhiệm liên lạc với các thiết
bị có tốc độ chậm hơn. Một Chip Cầu Nam điển hình thường có thể làm việc được với
vài loại Chip Cầu Bắc khác nhau. Trước đây cổng giao tiếp chung giữa Chip Cầu Bắc và
Chip Cầu Nam đơn giản là BUS PCI, hiện nay phần lớn các Chipset hiện thời sử dụng
giao các giao tiếp chung được thiết kế độc quyền có hiệu năng cao hơn.
11

Tên gọi “Chip Cầu Nam” bắt nguồn từ việc vẽ một kiến trúc trên sơ đồ.Nhiệm vụ chính
của Chip cầu Nam là kết nối :
o Với Chip cầu bắc
o Cổng USB 2.0
o Ổ đĩa cứng
o Và các cổng giao tiếp
C.Các đặc trưng công nghệ chung của VXL Intel Core 2 Duo
12


Một số tính năng mới:
Cơng nghệ xử lý lệnh kiểu mới - Intel Wide Dynamic Excution:
Bằng cách thêm vào một khối giải mã lệnh (decoder) và khối thực thi lệnh (excution)
vào mỗi core, công nghệ Wide Dynamic Excution cho phép Core Microarchitecture hoàn
tất 4 lệnh cùng lúc trong 1 chu kỳ đồng hồ(nhanh hơn bất kỳ dòng CPU hiện tại nào của
Intel và AMD vốn chỉ có khả năng xử lý tối đa 3 lệnh trong 1 chu kỳ đồng hồ).
Tính năng macrofusion giúp tăng tốc độ hoạt động bằng cách kết hợp 2 lệnh vào làm 1
trong quá trình giải mã, nhờ đó chip có thể xử lý giải mã 2 lệnh cùng lúc.
Công nghệ tăng cường khả năng xử lý media - Intel Advanced Digital Media Boost:
Các software hiện tại như image, video, audio editing, data encryption, ... dùng rất nhiều
các khối lệnh SSE hỗ trợ các phép toán 128 bit. Các CPU đời trước của Intel với bộ nhớ
64bit cho mỗi chu trình nên để thực hiện một khối lệnh SSE phải cần đến 2 chu trình
(một khối lệnh SSE 128 bit). Kiến trúc mới Core Microarchitecture có khả năng xử lý
SSE 128 bit chỉ trong một chu trình. Việc này sẽ giúp tăng tốc các ứng dụng dùng nhiều
khối lệnh SSE.
Bộ nhớ đệm thông minh - Intel Advanced Smart Cache:
Khơng như các CPU dual core dịng Pentium D 800, 900 có cache L2 riêng cho từng
core, CPU dựa trên Core Microarchitecture sẽ có Cache L2 chia sẽ cho cả 2 core, cho
phép điều chỉnh tự động dung lượng cache L2 cho từng core tùy vào tần suất truy xuất
Cache L2 của từng core. Đặc biệt, nếu cả 2 core cùng làm việc một cách đồng bộ trên

cùng một dữ liệu thì dữ liệu này sẽ được lưu một lần tại một nơi trên Cache L2. Thiết kế
này đem lại hiệu quả cao hơn so với thiết kế dành riêng cho mỗi core một cache L2 riêng.
Một điểm mạnh khác khi chia sẽ bộ nhớ Cache L2 là giảm tải cho bộ nhớ và bus hệ
thống. Giả sử tại một thời điểm nào đó, cả 2 core đều làm việc trên cùng một data. Với
thiết kế dual core có cache L2 riêng cho từng core thì sau 1 q trình truy xuất sẽ có 2
bản sao của data này trên cache L2 của từng core. Trước khi mỗi core truy xuất bản sao
của data trên Cache L2 của mình, nó phải đảm bảo đó là bản sao mới nhất của data tại
thời điểm đó (vì có thể data đã được cập nhật bởi core còn lại), do đó sẽ có một q trình
update bản sao này diễn ra và q trình này phải thơng qua bộ nhớ và bus hệ thống. Với
thiết kế Cache L2 chia sẻ thì khơng cần phải update vì data được lưu một lần tại một nơi
trên Cache L2 chia sẻ giữa 2 core. Khi một core truy xuất data trên Cache L2 chia sẻ thì
data đó là mới nhất tại thời điểm đó.
13


Công nghệ nạp dữ liệu thông minh - Intel Smart Memory Access:
Công nghệ Smart Memory Access cải tiến việc nạp trước dữ liệu. Kiến trúc Core
Microarchitecture có 6 đơn vị nạp trước dữ liệu, 2 đơn vị cho việc nạp trước dữ liệu từ bộ
nhớ vào Cache L2 chia sẻ, 2 đơn vị cho việc nạp trước dữ liệu vào Cache L1 của mỗi
core. Các đơn vị này hoạt động độc lập và theo dõi các hoạt động truy xuất bộ nhớ của
các khối lệnh, cố gắng nạp trước dữ liệu vào cache thậm chí trước khi có u cầu truy
xuất tương ứng và dữ liệu được truy xuất trực tiếp từ cache (L1, L2) dĩ nhiên sẽ nhanh
hơn so với từ bộ nhớ.
Smart Memory Access cũng bao gồm công nghệ kết hợp bộ nhớ - memory
disambiguation, giúp nâng cao hiệu quả của việc truy xuất bộ nhớ. Trong đa số trường
hợp, các lệnh truy xuất bộ nhớ được thực thi theo thứ tự như khi các lệnh được đưa vào
hàng đợi. Tuy nhiên trong số các lệnh truy xuất bộ nhớ đó có những lệnh hồn tồn độc
lập với nhau và công nghệ memory disambiguation sẽ phát hiện các lệnh như vậy và sắp
xếp lại thứ tự thực thi của các lệnh này sao cho tối ưu, qua đó nâng cao hiệu quả truy xuất
bộ nhớ.

Quản lý điện năng thông minh - Intel Intelligent Power Capability:
Mục tiêu ra đời cấu trúc Core của Intel chủ yếu để cạnh tranh với K8 của AMD (được
xem là bộ xử lý với giải pháp tiến bộ nhất vào thời điểm đó). Các bộ xử lý với vi cấu trúc
Core có cấu trúc “rộng hơn” cho phép xử lý nhiều lệnh trong 1 chu trình hơn là các CPU
với vi cấu trúc K8. Mặc dù các đơn vị thi hành lệnh của hai cấu trúc xử lý này có thể giải
quyết được cả 3 lệnh x86 và x87 trong một chu trình đồng hồ, nhưng vi cấu trúc Core đã
chứng tỏ được thế mạnh của mình với việc bổ sung số lượng thực thi các lệnh SSE.
Trong khi các bộ xử lý của K8 chỉ có thể thực hiện các lệnh 128bit trong một chu trình
đồng hồ, Core có thể thi hành được gấp 3 lần số lệnh như vậy.
Ngoài ra, vi cấu trúc Core còn chứng tỏ thêm một điểm mạnh khác: đó là hệ thống giải
mã cao cấp hơn. Cùng với 4 bộ giải mã, công nghệ marcofusion đã cho phép giải mã lên
đến 5 lệnh trong một chu trình đồng hồ (trong trường hợp lý tưởng). Bộ xử lý K8 chỉ có
thể giải mã 3 lệnh đồng thời. Tất cả điều này cho thấy rằng bộ giải mã của CPU trên nền
vi cấu trúc Core sẽ có khả năng load các đơn vị thi hành lệnh của bộ xử lý tốt hơn bằng
cách thực hiện 4 lệnh trên một chu trình trong những điều kiện tốt nhất. Trong trường
hợp này tốc độ thực thi lệnh tổng thể sẽ nhanh hơn bộ xử lý K8 AMD đến 33%. Điểm
mạnh của bộ vi cấu trúc này thể hiện rõ nhất trong hệ thống bộ nhớ đệm dữ liệu. Mặc dù
bộ nhớ đệm L1 của bộ xử lý Core là nhỏ hơn, nhưng nó lại có tính liên kết cao hơn. Cịn
về bộ nhớ đệm L2, nó khơng những lớn hơn mà cịn có bandwidth (băng thơng) rộng
14


hơn. Hơn nữa, cấu trúc chia sẻ của bộ nhớ đệm L2 rất có lợi cho việc xử lý đa luồng
(multi-threaded).
Một yếu tố quan trọng nữa của thuật toán nạp trước dữ liệu (data prefetch) của các bộ xử
lý trên nền Core mới này là công nghệ tách nhánh bộ nhớ độc nhất mà các đối thủ cạnh
tranh chưa có vào thời điểm đó.
Bên cạnh những cơng nghệ trên, các công nghệ khác như nâng cao khả năng bảo mật,
công nghệ ảo hóa và khả năng tính tốn 64-bit giúp cho Intel® CoreTM 2 Duo trở thành
bộ xử lý mới ấn tượng nhất cho một thế giới ngày càng đòi hỏi chất lượng cao cũng như

khả năng tính tốn, di động.
Trên cùng MainBoard dùng chipset Intel 975X Express (chipset P965 Express cũng hỗ
trợ Core 2 Duo), nhóm thử nghiệm chạy lần lượt CPU Core 2 Extreme X6800 2,93GHz
và Core 2 Duo E6700 2,67GHz; sau đó, so sánh với hệ thống có cấu hình tương tự chạy
nền AM2 dùng RAM DDR2 với BXL "đỉnh" FX-62 của AMD.
Cả hai cấu hình của Intel đều qua mặt AMD trong mỗi ứng dụng của WorldBench 5 cũng
như trên mỗi game . Cải tiến rõ nhất là thử nghiệm với nhiều tác dụng, chạy cùng lúc 2
ứng dụng: duyệt web với Mozilla và mã hóa tập tin với Windows Media Encoder. Bên
cạnh đó, các thử nghiệm với Photoshop và một số ứng dụng đồ họa cũng chạy khá thuyết
phục.
Hệ thống tự lắp chạy Core 2 Extreme X6800 ghi được 160 điểm PC WorldBench 5, tăng
17% so với hệ thống AMD chạy Athlon 64 FX-62 2,8GHz ghi được 137 điểm. Và hệ
thống chạy VXL E6700 rẻ tiền hơn cũng đạt đến 153 điểm, vẫn cao hơn 12% so với điểm
số của FX-62, và cao hơn 8% so với hệ thống Xi Mtower 64 AGL-SLI nền Intel là hệ
thống nhanh nhất mà PC World Mỹ từng thử nghiệm trước đây. Bên cạnh những hệ
thống tự lắp, ta cũng so sánh với bộ Dell XPS 410 giá 2350 USD (tính cả màn hình LCD
20), dùng CPU E6600 2,4GHz có RAM 2GB, card đồ họa NVIDIA GeForce 7900GS và
2 ổ cứng SATA ở RAID 0 có tổng dung lượng 320GB. Hệ thống này ghi được 138 điểm
WorldBench, bằng điểm của hệ thống AMD phía trên.
Nhưng ngay cả những điểm số cao "ngút trời" như trên vẫn chưa bì kịp với hệ thống
ABS. ABS Ultimate X9 chạy tản nhiệt nước, có 2GB RAM, 2 card Radeon X1900
CrossFire, một cặp ổ cứng Western Digital cấu hình RAID SATA 150GB và BXL Core 2
Extreme X6800 ép xung từ 2,93GHz lên 3,5GHz, và đạt 181 điểm WorldBench. Hệ
thống này không phù hợp với người dùng phổ thơng nhưng điểm số của nó vượt khá xa
so với các hệ thống khác và cũng cho thấy vi kiến trúc Core của Intel còn nhiều hứa hẹn.
Từ lúc bắt đầu, vi kiến trúc Core của Intel đã tập trung vào đa nhân CPU, tốc độ cao và
15


tiêu thụ ít điện năng. Sử dụng các bài học từ việc xây dựng thành công CPU di động

Pentium M, đầu tiên, Intel đã cải tiến dòng di động và đưa ra CPU Core Duo. Sau đó,
hãng đã tăng lực khá nhiều nhưng giảm được điện năng tiêu thụ cho CPU máy tính để
bàn. Ví dụ, khi PC chỉ chạy vài ứng dụng đơn giản hoặc ở trạng thái nghỉ, Core 2 Duo có
thể chạy chậm lại hoặc ngưng ln những phần khơng cần thiết.
Core 2 Duo có nhiều ưu thế về tốc độ so với Pentium là nhờ kiến trúc mới được chêm
thêm một hàng thực thi mới trên mỗi nhân CPU.
Bộ đệm cache L2 đến 4MB bảo đảm cung cấp dữ liệu để BXL luôn làm việc ở mức tối
đa và Intel cũng đã nỗ lực tinh chỉnh các thuật toán nạp trước (prefetching), ưu tiên tối đa
cho dữ liệu thích hợp trước khi BXL cần đến.
Trong khi hầu hết các BXL 2 nhân cố định dung lượng bộ đệm cho mỗi nhân thì Core 2
Duo cho phép chia sẻ cho toàn bộ 4MB bộ nhớ cache. Và BXL có thể phân phối bộ nhớ
cache này giữa các nhân theo nhu cầu. Nếu một nhân phải làm việc "nặng" trong một tác
vụ phức tạp thì nó có thể dùng hầu hết 4MB của cache L2 trong khi nhân kia chỉ chạy
một tác vụ đơn giản hơn, cần ít bộ đệm hơn.
D.Đặc trưng công nghệ từng loại biến thể (version) của VXL Core 2 Duo
Các bộ vi xử lý Core 2 Duo là các thành viên đầu tiên của họ Core 2 và có đến hơn hai tá
model. Các bộ vi xử lý Core 2 Duo được cung cấp trong bốn series: E8000, E7000,
E6000, và E4000. Các tính năng chủ yếu của chúng được miêu tả trong phần dưới đây:
Series Core 2 Duo Processor E8000
Core 2 Duo E8000 series là dòng nhanh nhất trong số Core 2 Duo series. Nó có các đặc
trưng sau:
* 2 lõi xử lý
* 6MB L2 cache
* Hỗ trợ Intel VT-x trong một số model
* Hỗ trợ các hệ điều hành và ứng dụng 64-bit
* 1333MHz Front Side Bus
* Kiến trúc "Wolfdale"
Series E7000
16

Core 2 Duo E7000 series là phiên bản có cache nhỏ hơn và tốc độ chậm hơn so với
E8000 series. Nó có các đặc trưng dưới đây:
* 2 lõi xử lý
* 3MB L2 cache
* Hỗ trợ Intel VT-x trong một số model
* Hỗ trợ các hệ điều hành và ứng dụng 64-bit
* 1066MHz Front Side Bus
* Kiến trúc "Wolfdale”
Series E6000
Series này sử dụng thiết kế Core 2 Duo mới nhất, "Conroe", đặc trưng bởi hiệu suất thấp
hơn so với E7000 hay E8000 series. Các tính năng chủ yếu của nó bao gồm:
* Hai lõi xử lý
* 2MB L2 cache
* Hỗ trợ Intel VT-x
* Hỗ trợ các hệ điều hành và ứng dụng 64-bit
* Front Side Bus 1066MHz
* Kiến trúc "Conroe"
Series E4000
Series này cũng sử dụng thiết kế Core 2 Duo mới nhất, "Conroe", có ít tính năng hơn
E6000. Các tính năng chủ yếu của nó bao gồm:
* Hai lõi xử lý
* 2MB L2 cache
* Hỗ trợ các hệ điều hành và ứng dụng 64-bit
* Front Side Bus 800MHz
* Kiến trúc "Conroe"
17


III.Kết Luận

Như vậy, Lần đầu tiên trong suốt những năm vừa qua, BXL Core 2 Duo rõ ràng mang lại
cho Intel lợi thế về tốc độ và hiệu năng so với AMD.
Việc Intel giới thiệu thế hệ Core 2 mới đã hâm nóng và tạo nên cuộc “lật đổ” ngọan mục
trước đối thủ AMD. Nếu như trước đây Intel tích hợp hai nhân vi xử lý đơn nhân trước
đây vào một chip với sự độc lập khá rõ về bộ đệm xử lý, tách biệt quá trình thực thi vi
lệnh chưa tối ưu hóa được tịan bộ hệ thống. Do đó trên Core 2 Duo, thế hệ thứ 2 của kiến
trúc Core với 2 lõi tích hợp có tên gọi Conroe, Intel sử dụng chung Cache L2 cho cả 2 lõi
cùng một số công nghệ khác nữa. Core 2 Duo mang lại cho bạn hiệu năng( tăng 40%) và
tiết kiệm năng lượng(giảm 40%). Với thế hệ CPU mới này, Intel đã khẳng định vị trí
tuyệt đối của mình trên đường đua tốc độ, hiệu năng xử lý của mình trước các đối thủ
khác. Các cải tiến, công nghệ mới trên dòng thế hệ X2 ngòai thay đổi về phần cứng cấu
trúc : cơng nghệ chế tạo, mật độ Transistor, kích thước Chip mà cịn bao gồm bao gồm
các tính năng mở rộng chủ yếu sau:
- Wide Dynamic Execution: Thực thi động, sự kết hợp của nhiều kỹ thuật được Intel xây
dựng trong họ vi kiến trúc P6( Pentium Pro, II, III) và ngày càng được hòan thiện hơn với
khả năng tiên đoán và giải thuật mạnh hơn. Với kiến trúc Core mới, hàng lệnh thực thi
đựợc thiết kế dài hơn với 14 hàng, giúp các lệnh tiên đốn được
chính xác hơn và nhanh hơn với 4 hàng lệnh thực thi cùng lúc tiết kiệm thời gian cho việc
thực thi này đồng nghĩa với việc xử lý thông tin nhanh hơn.
- Intelligent Power Capability(IPC): Giảm lượng điện năng tiêu thụ là đã tăng độ hiệu
quả hệ thống, IPC chính là giải pháp cho vấn đề điện năng của Core 2 Duo. Với công
nghệ hiện tại, Intel thiết kế cơ chế tắt mở cổng luận lý theo yêu cầu. Nhờ vậy, vi kiến trúc
Core có khả năng tắt một hệ thống con trong bộ vi xử lý khi không cần dùng đến để tiết
kiệm điện năng; nhưng vẫn đảm bảo kích hoạt ngay khi cần để không ảnh hưởng đến tốc
độ chung của bộ vi xử lý. Bên cạnh, các tuyến bus và vùng dữ liệu cũng đã được thiết kế
tách biệt để có thể vẫn đảm bảo truyền tải dữ liệu ở mức điện áp thấp trong một số trạng
thái từ đó giúp Core 2 Duo tiết kiệm điện năng hịan hảo nhất.
-Advanced Smart Cache: Intel thiết kế trong vi kiến trúc Core một bộ đệm L2 dùng
chung cho cả hai nhân vi xử lý để nâng cao hiệu năng, tăng phần hiệu quả truy xuất dữ
liệu. Với công nghệ này, Intel cho phép phân chia động dung lượng vùng đệm theo nhu

cầu từng nhân. Khi nhân thứ nhất không cần dùng đến bộ đệm thì tồn bộ vùng đệm L2
18