Các công nghệ CPU hiện đại

CÁC CÔNG NGH CPU HI N ệ ệ
Đ Iạ
GVHD:
Th.S Hu nh H u Thu nỳ ữ ậ
SVTH:
Nguy n Công Minh 0520043ễ
Phan Tr ng Hi n 0520015ọ ể
1
M C L Cụ ụ

1. T ng quan v CPUổ ề

1.1 Khái ni m và c u t oệ ấ ạ

1.2 So sánh CPU và MCU

2. Các công ngh CPU hi n đ iệ ệ ạ

2.1 Tóm t t l ch s phát tri nắ ị ử ể

2.2 Intel CPU

2.2.1 Processor Pentium III

2.2.2 Processor Pentium IV

2.2.3 Processor Celeron

2.2.4 Processor 64bit – Ki n trúc Netburstế

2.2.5 Processor 64 bit – Ki n trúc Coreế


2.3 AMD CPU
2
1. T NG QUAN V CPUổ ề
3
1.1 KHÁI NI M VÀ C U T Oệ ấ ạ
4
S đ kh i c a m t h th ng máy tínhơ ồ ố ủ ộ ệ ố

CPU vi t t t c a ch Central Processing Unit, ế ắ ủ ữ
t m d ch là đ n v x lí trung tâm. Có th đ c ạ ị ơ ị ử ể ượ
xem nh não b , m t trong nh ng ph n t c t ư ộ ộ ữ ầ ử ố
lõi nh t c a h th ng máy vi tínhấ ủ ệ ố

Th c ch t là m t ự ấ ộ m ch tích h p đi n t thu nh , ạ ợ ệ ử ỏ
ch u trách nhi m v m i ho t đ ng c a máy ị ệ ề ọ ạ ộ ủ
tính, x lý các ch ng trình vi tính và d li u ử ươ ữ ệ t ừ
lúc kh i đ ng cho đ n khi t t máyở ộ ế ắ
5
6
CPU có 3 kh i chính là:ố
-
B đi u khi n ( Control Unit )ộ ề ể : là các vi x lí có nhi m v thông d ch các l nh ử ệ ụ ị ệ
c a ch ng trình và đi u khi n ho t đ ng x lí,đ c đi u ti t chính xác b i xung ủ ươ ề ể ạ ộ ử ượ ề ế ở
nh p đ ng h hị ồ ồ ệ th ngố
-
B s h c-logic (ALU-Arithmetic Logic Unit)ộ ố ọ : th c hi n các l nh c a đ n v ự ệ ệ ủ ơ ị
đi u khi n và x lý tín hi u. Theo tên g i,ề ể ử ệ ọ đ n v này dùng đ th c hi n các phép ơ ị ể ự ệ
tính s h cố ọ ( +,-,*,/ ) hay các phép tính logic (so sánh l n h n,ớ ơ nh h n…) ỏ ơ
-

Thanh ghi ( Register): có nhi m v ghi mã l nh tr c khi x lý và ghi k t qu ệ ụ ệ ướ ử ế ả
sau khi x lýử
CPU Block Diagram
H TH NG C P B C TRUY C P ệ ố ấ ậ ậ
B NHộ ớ
7
CÁC Y U T TÁC Đ NG Đ N HI U ế ố ộ ế ệ
SU T HO T Đ NG C A CPUấ ạ ộ ủ

T c đ x lý và t c đ Bus ( t c đ d li u ra vào ố ộ ử ố ộ ố ộ ữ ệ
chân ) còn g i là FSBọ

Đ r ng Bus d li u và Bus đ a chộ ộ ữ ệ ị ỉ

Dung l ng b nh đ m Cache (L1, L2, L3)ượ ộ ớ ệ

T p l nh mà nó h tr (MMX, 3DNow!, SSE, EM64T, ậ ệ ỗ ợ
Intel Virtualization Technology, AMD-V, …)

Công ngh ch t o, là kích th c nh nh t c a m t ệ ế ạ ướ ỏ ấ ủ ộ
c u ki n có th đ c s n xu t và đ nh hình trên đĩa ấ ệ ể ượ ả ấ ị
bán d n (45nm, 65nm, …)ẫ

S nhân mà nó đ c tích h p (dual core, quad core, ố ượ ợ
tripple core, …)

Ho t đ ng trên n n t ng c a HĐH và ph n m m đã ạ ộ ề ả ủ ầ ề
đ c thi t k t i u cho CPUượ ế ế ố ư
8
9

Các dòng CPU c a Intel và AMD theo ki n trúc x86ủ ế
QUY TRÌ NH CH T O CPUế ạ

Thiết kế: Đây là bước các kiến trúc sư thiết kế chip, nghĩa là cách nó sẽ làm
việc như thế nào.

Chế tạo đế sản xuất (wafer): Đây là quá trình chính trong việc sản xuất chip

Chuẩn bị kiến khuôn rập: Bước này cơ bản gồm việc cắt các chip từ wafer

Đóng gói: Trong bước này, các thiết bị đầu cuối và phần chính được bổ
sung vào chip

Kiểm tra: CPU được kiểm tra trước khi đem đi bán
10
1.2 SO SÁNH CPU VÀ MCU
11
- Vi đi u khi n có ề ể
+ K t ế c u m ch đi n dành cho ng i dùng đ n gi n h n và có khấ ạ ệ ườ ơ ả ơ ả
năng giao ti p tr c ti p v i các thi t b bên ngoài. ế ự ế ớ ế ị
+ Giá thành r h n nhi u so v i vi x lý, vi c s d ng đ n gi n, ẻ ơ ề ớ ử ệ ử ụ ơ ả
do đó nó đ c ng d ng r ng rãi vào nhi u ng d ng có ch c năng ượ ứ ụ ộ ề ứ ụ ứ
đ n gi n, không đòi h i tính toán ph c t p.ơ ả ỏ ứ ạ
- Nh ng ư thay vào các l i đi m này là kh năng x lý b gi i h nợ ể ả ử ị ớ ạ ,
t c đ x lý ch m h n và kh năng tính toán í t h n, dung l ng ố ộ ử ậ ơ ả ơ ượ
ch ng trình b gi i h nươ ị ớ ạ .
12
Cấp ngôn ngữ hướng vấn đề
Cấp ngôn ngữ hợp dịch
Cấp máy hệ điều hành

Cấp máy quy ước
Cấp vi lập trình
Cấp logic số
Cấp 5
Cấp 4
Cấp 3
Cấp 2
Cấp 1
Cấp 0
Dịch (compiler)
Dịch (assembler)
Dịch một phần
Phiên dịch (hoặc thực thi trực tiếp)
Vi chương trình chạy trên phần cứng
CPU
MCU
Các cấp lập trình trên máy tính số
2. CÁC CÔNG NGH CPU ệ
HI N Đ Iệ ạ
13
2.1 TÓM T T L CH S PHÁT TRI Nắ ị ử ể
14
Phân lo i CPU theo m c th i gian phát tri nạ ố ờ ể
15
Phân loại CPU theo đế cắm
(socket)
16
Phân lo i CPU theo công ngh ch ạ ệ ế
t oạ
17

Các mốc lịch sử phát triển quan trọng gần
đây
2.2 INTEL CPU

2.2.1 Processor Pentium III :

A – Gi i thi u : ớ ệ b sung 70 l nh m i (Streaming SIMD ổ ệ ớ
Extensions - SSE) giúp tăng hi u su t ho t đ ng c a BXL ệ ấ ạ ộ ủ
trong các tác v x lý hình nh, audio, videoụ ử ả và nh n d ng ậ ạ
gi ng nói.ọ

B – Các lo i Pentium II: ạ g m các tên mã Katmai, Coppermine ồ
và Tualatin.
18
Gia đình bộ xử lý Pentium 3
CÁC THÔNG S K THU Tố ỹ ậ

T c đ CPU t 500 MHz đ n 1.300 MHzố ộ ừ ế

T c đ Bus ( FSB ) 100 MHz và 133 MHzố ộ

B nh Cache t 256K- 512Kộ ớ ừ

Năm s n xu t : 1999 -2000ả ấ

Đ c m trên Mainboard là Socket 370ế ắ
Đ c m CPU - Socket 370 trên các Mainboard Pentium ế ắ
3
19
2.2.2 PROCESSOR PENTIUM IV :


A – Các lo i Pentium IV : ạ

Intel Pentium 4 là BXL th h th 7 dòng x86 ph thông, ế ệ ứ ổ (năm
2000). P4 s d ng vi ki n trúc NetBurst có thi t k hoàn toàn ử ụ ế ế ế
m i so v i các BXL cũ (PII, PIII và Celeron s d ng vi ki n trúc ớ ớ ử ụ ế
P6).

Công ngh n i b t đ c áp d ng trong vi ki n trúc NetBurst nh ệ ổ ậ ượ ụ ế ư
Hyper Pipelined Technology m r ng s hàng l nh x lý, ở ộ ố ệ ử
Execution Trace Cache tránh tình tr ng l nh b ch m tr khi ạ ệ ị ậ ễ
chuy n t b nh đ n CPU, Rapid Execution Engine tăng t c b ể ừ ộ ớ ế ố ộ
đ ng x lý toán h c, bus h th ng (system bus) 400 MHz và 533 ồ ử ọ ệ ố
MHz

Các công ngh Advanced Transfer Cache, Advanced Dynamic ệ
Execution, Enhanced Floating point và Multimedia Unit,
Streaming SIMD Extensions 2 (SSE2) cũng đ c c i ti n nh m ượ ả ế ằ
t o ra nh ng BXL t c đ cao h n, kh năng tính toán m nh h n, ạ ữ ố ộ ơ ả ạ ơ
x lý đa ph ng ti n t t h n. ử ươ ệ ố ơ
20
21
Gia đình bộ xử lý Pentium 4

Gi i thi u chung:ớ ệ
- Các l ai Chipset Pentium IV s d ng ọ ử ụ
Mainboard có Socket 423, 478 ho c 775 và có Bus ặ
t 400~800 Mhz.ừ
- Tùy theo m i lo i mà có h tr (Support) công ỗ ạ ỗ ợ
ngh siêu phân lu ng (Hyper-Threading ệ ồ

Technology) hay không
B- Đ C TÍNH VÀ K THU T C A CHIPSET ặ ỹ ậ ủ
PENTIUM IV
22
Họ Chipset Đặc tính chung Tên Chipset Đặc tính riêng
Intel 845
Hầu hết các loại chipset
Intel 845 đều có tốc độ Bus từ
400~533 Mhz và hỗ trợ cho
việc điều khiển cũng như kết
nối các thiết bị phần cứng
như:kết nối mạng LAN, điều
khiển sound card, card AGP…

Intel 845, Intel
845GL
-Cache:256K
-Support:SDRAM 133
Mhz,DDRAM 200~266
Mhz.
-Support HDD Ultra ATA
100~133.
-Support AGP 4X
Intel 845E,Intel
845GV,Intel
845G
-Cache:256K
-Support:DDRAM 266
Mhz.
-Hỗ trợ công nghệ siêu phân

luồng.(Hyper- Threading-
Technology)
-Support HDD Ultra ATA
100~133.
-Support AGP 4X
Đặc tính từng họ Chipset
23
Intel 845GE,Intel
845PE
-Cache:256K
-Support:DDRAM 333
Mhz.
-Hỗ trợ công nghệ siêu
phân luồng.(Hyper- Threading-
Technology)
-Support HDD Ultra ATA
100~133.
-Support AGP 4X
Intel 848
Hầu hết các loại chipset
Intel 848 đều có tốc độ Bus từ
533~800 Mhz và hỗ trợ cho việc
điều khiển cũng như kết nối các
thiết bị phần cứng như:kết nối
mạng LAN, điều khiển sound
card, card AGP…
Intel 848
-Cache:512K
-Support:DDRAM
266~400 Mhz.

-Hỗ trợ công nghệ siêu phân
luồng.(Hyper- Threading-
Technology)
-Support HDD Ultra ATA
100~133 & SATA(Serial
ATA) 150 Mhz
-Support AGP 8X
Intel 850
Hầu hết các loại chipset
Intel 850 đều có tốc độ Bus 400
Mhz và hỗ trợ cho việc
Intel 850
-Cache:512K
-Support:RDRAM 800
Mhz.
24
S đ đi u khi n các thi t b và hi n th các thông s k thu t c a h Chipset Intel 845.ơ ồ ề ể ế ị ể ị ố ỹ ậ ủ ọ
25