Khái niệm tổng hợp về phần cứng pps

Khái niệm tổng hợp về phần cứng
CPU
CPU viết tắt của chữ Central Processing Unit (tiếng Anh), tạm dịch là đơn vị xử lí
trung tâm. CPU có thể được xem như não bộ, một trong những phần tử cốt lõi nhất của
máy vi tính. Nhiệm vụ chính của CPU là xử lý các chương trình vi tính và dữ kiện. CPU
có nhiều kiểu dáng khác nhau. Ở hình thức đơn giản nhất, CPU là một con chip với vài
chục chân. Phức tạp hơn, CPU được ráp sẵn trong các bộ mạch với hàng trăm con chip
khác. CPU là một mạch xử lý dữ liệu theo chương trình được thiết lập trước. Nó là một
mạch tích hợp phức tạp gồm hàng triệu transitor trên một bảng mạch nhỏ. Bộ xử lý trung
tâm bao gồm Bộ điều khiển và Bộ làm tính.
Bộ điều khiển (CU-Control Unit)
Là các vi xử lí có nhiệm vụ thông dịch các lệnh của chương trình và điều khiển hoạt động
xử lí,được điều tiết chính xác bởi xung nhịp đồng hồ hệ thống. Mạch xung nhịp đồng hồ
hệ thống dùng để đồng bộ các thao tác xử lí trong và ngoài CPU theo các khoảng thời
gian không đổi.Khoảng thời gian chờ giữa hai xung gọi là chu kỳ xung nhịp.Tốc độ theo
đó xung nhịp hệ thống tạo ra các xung tín hiệu chuẩn thời gian gọi là tốc độ xung nhịp -
tốc độ đồng hồ tính bằng triệu đơn vị mỗi giây-Mhz. Thanh ghi là phần tử nhớ tạm trong
bộ vi xử lý dùng lưu dữ liệu và địa chỉ nhớ trong máy khi đang thực hiện tác vụ với .
Bộ số học-logic (ALU-Arithmetic Logic Unit)
Có chức năng thực hiện các lệnh của đơn vị điều khiển và xử lý tín hiệu. Theo tên
gọi,đơn vị này dùng để thực hiện các phép tính số học(+,-,*,/)hay các phép tính logic(so
sánh lớn hơn,nhỏ hơn )
Mô tả chức năng
Chức năng cơ bản của máy tính là thực thi chương trình. Chương trình được thực thi gồm
một dãy các chỉ thị được lưu trữ trong bộ nhớ. Đơn vị xử lý trung tâm(CPU) đảm nhận
việc thực thi này. Quá trình thực thi chương trình gồm hai bước: CPU đọc chỉ thị từ bộ
nhớ và thực thi chỉ thị đó. Việc thực thi chương trình là sự lặp đi lặp lại quá trình lấy chỉ
thị và thực thi chỉ thị.
Tốc độ
Tốc độ xử lý của máy tính phụ thuộc vào tốc độ của CPU, nhưng nó cũng phụ thuộc vào
các phần khác (như bộ nhớ trong, RAM, hay bo mạch đồ họa).

Có nhiều công nghệ làm tăng tốc độ xử lý của CPU. Ví dụ công nghệ Core 2 Duo.
Tốc độ CPU có liên hệ với tần số đồng hồ làm việc của nó (tính bằng các đơn vị như
MHz, GHz, ). Đối với các CPU cùng loại tần số này càng cao thì tốc độ xử lý càng
tăng. Đối với CPU khác loại, thì điều này chưa chắc đã đúng; ví dụ CPU Core 2 Duo có
tần số 2,6GHz có thể xử lý dữ liệu nhanh hơn CPU 3,4GHz một nhân. Tốc độ CPU còn
phụ thuộc vào bộ nhớ đệm của nó, ví như Intel Core 2 Duo sử dụng chung cache L2
(shared cache) giúp cho tốc độ xử lý của hệ thống 2 nhân mới này nhanh hơn so với hệ
thống 2 nhân thế hệ 1 ( Intel Core Duo và Intel Pentium D) với mỗi core từng cache L2
riêng biệt. (Bộ nhớ đệm dùng để lưu các lệnh hay dùng, giúp cho việc nhập dữ liệu xử lý
nhanh hơn). Hiện nay công nghệ sản xuất CPU làm công nghệ 65nm.
Hiện đã có loại CPU Quad-Core (4 nhân). Hãng AMD đã cho ra công nghệ gồm 2 bộ xử
lý, mỗi bộ 2-4 nhân.
Phương thức sản xuất CPU
Các CPU đều đươc chế tạo theo các bước dưới đây[1]:
1. Thiết kế: Đây là bước các kiến trúc sư thiết kế chip, nghĩa là cách nó sẽ làm việc
như thế nào.
2. Chế tạo đế sản xuất (wafer): Đây là quá trình chính trong việc sản xuất chip và
chúng ta sẽ xem xét đến nó trong hướng dẫn này.
3. Chuẩn bị kiến khuôn rập: Bước này cơ bản gồm việc cắt các chip từ wafer
4. Đóng gói: Trong bước này, các thiết bị đầu cuối và phần chính được bổ sung vào
chip
5. Kiểm tra: CPU được kiểm tra trước khi đem đi bán
Các nhà sản xuất
Hai nhà sản xuất CPU lớn hiện nay là Intel và AMD.
Một trong những CPU đầu tiên của hãng Intel là chip Intel 4004. Tung ra thị trường vào
tháng 11 năm 1971, Intel 4004 có 2250 transistors và 16 chân. Một CPU của Intel năm
2006 là chiếc Intel Northwood P4, có 55 triệu transistors và 478 chân.
Nhà sản xuất AMD (Advanced Micro Devices) cũng được đánh giá cao cho một số sản
phẩm CPU của họ.