Tìm hiểu cấu trúc dòng máy tính sử dụng vi xử lý intel core 2 duo dell INSPIRON – 1545 CORE 2 DUO

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
-------------------------------

TIỂU LUẬN
MÔN HỌC : KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Đề tài :Tìm hiểu cấu trúc dòng máy tính sử dụng vi xử lý Intel
Core 2 Duo: Dell
INSPIRON – 1545 CORE 2 DUO.
Giảng viên hướng dẫn : TS Hoàng Xuân Dậu

Nhóm 1 : Đỗ Thế Anh
Nguyễn Việt Anh
Trần Hậu Ánh
Nguyễn Việt Bắc
Nguyễn Lý Bằng ( nt)

HÀ NỘI 2012


LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ sản xuất máy tính đang thay đổi từng ngày đặc biệt là trong ngành công nghiệp sản
xuất laptop . Hiệu năng máy tính ngày càng tăng , chất lượng ngày càng nâng cao và giá thành
ngày càng hạ. Nằm trong nội dung tiểu luận bộ môn kiến trúc máy tính : yêu cầu tìm hiểu về cấu
trúc của các dòng máy tính . chúng em nhóm 1 tiến hành tìm hiểu về dòng máy tính sử dụng vi xử
lý Intel Core 2 Duo: Dell INSPIRON – 1545 CORE 2 DUO. Nội dung của bài tiểu luận chia làm 4
chương
Chương 1 : giới thiệu khái quát về dòng laptop Dell INSPIRON – 1545 CORE 2 DUO
Phần này giới thiệu khái quát về hệ thống máy tính theo yêu cầu – xuất xứ và các thông số chính
Chương 2 : cấu trúc hệ thống

Phần này nêu cấu trúc cơ sở của bo mạch chủ của hệ thống (chipset, bus,...); mô tả CPU sử dụng,
hệ thống nhớ và các thiết bị vào ra.
Chương 3 : Các đặc tính và công nghệ mới
Phần này trình bày các đặc tính nổi bật, các công nghệ mới được áp dụng mà các dòng máy đi
trước chưa có.
Chương 4 : kết luận
Mặc dù đã cố gắng tìm hiểu và dịch tài liệu từ nhiều nguồn nhưng do khả năng tiếng anh và kiến
thức có hạn nên không thể tránh khỏi những sai lầm và thiếu sót . Rất mong thầy thông cảm và góp
ý.
Chúng em cám ơn thầy !

Hà nội ngày 29 tháng 3 năm 2012
Nhóm 1


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT LAPTOP DELL INSPIRION 1545 CORE 2 DUO
I.
XUẤT XỨ
II.
THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN
III.
ĐẶC ĐIỂM PHẦN CỨNG NỔI BẬT
CHƯƠNG 2 : CẤU TRÚC HỆ THỐNG MÁY TÍNH
I.CẤU TRÚC BO MẠCH CHỦ
1. sơ đồ khối,các thành phần của bo mạch
2. chipset
2.1 chíp cầu bắc (north brigde )
a. chức năng :

c. thông số kỹ thuật của chíp cầu bắc
d. đặc điểm chip set Mobile Intel ® PM45 Express trong dell 1545
e. Các tính năng và công nghệ mới của chipset
2.2 chíp cầu nam (south bridge)
a.chức năng
b.vị trí của chip và cách nhận dạng :
c. hoạt động của chip cầu nam
d. chỉ số kỹ thuật chip IVH9-M của laptop dell
3. bios
a. chức năng
b. Nhiệm vụ cơ bản
c. nhận biết bios
d. công nghệ dualBIOS trong dell 1545
4.hệ thống bus
a. khái Niệm
b. phân loại bus, chức năng của bus
c. các thông số bus trong hệ thống mainboard của DELL INSPIRON – 1545 CORE 2
DUO.
II. CẤU TRÚC CPU CORE 2 DUO
1.Sơ đồ khối và các thành phần
1.1 khối instruction fetch and predecode :
1.2 khối instruction queue (khối hàng đợi lệnh)
1.3 khối decode ( Khối giả mã lệnh )
1.5. reorder buffer retirement unit
1.6. schedulers-reservation station (Phần lên chương trình)


1.7. khối fpu,alu,load, store
1.8. khối cache L1,L2

CHƯƠNG 3 : CÁC DẶC TÍNH CÔNG NGHỆ NỔI BẬT CỦA LATOP SỬ DỤNG DÒNG
CHIP CORE 2 DUO
I. CÔNG NGHỆ MỚI CỦA CACHE TRONG KIẾN TRÚC CORE 2 DUO
1. hạn chế cache của pentium D
2. cải tiến của cache core 2 duo
3. cache core 2 duo có khả năng tiên đoán nhanh ,sâu , và chính xác
II. ĐƯỜNG DẪN DỮ LIỆU 128 BIT BÊN TRONG
IV.

KIẾN TRÚC NHỚ MỚI

IV. ĐIỀU CHỈNH TIẾT LƯU
V.BỘ GIẢI MÃ CHỈ LỆNH MACRO-FUSION
VI. INTEL WIDE DYNAMIC EXECUTION
VII . INTEL ADVANCED DIGITAL MEDIA BOOST
VIII.

INTEL POWER INTELLIGENT CAPABILITY

IX. INTEL QUIET SYSTEM TECHNOLOGY
IX.

INTEL VIRTUALIZATION TECHNOLOGY

XI. EXECUTE DISABLE BIT


CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT LAPTOP DELL INSPIRION 1545 CORE 2 DUO

I.

XUẤT XỨ
Dell 1545 Là tiếp nối dòng máy insprision của hãng sản xuất máy tính dell mục tiêu hướng
tới đối tượng nhân viên văn phòng, sinh viên.
II.
THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN
Hãng sản xuất: Dell Inspiron Series
Kích thước màn hình: 15.6" LED Backlight wide ( màn hình đèn LED tỉ lệ 16:9 )
Hệ điều hành: Dos
CPU:
Core 2 Duo P7350 (2x2GHz, FSB 800MHz, 2M L2 Cache)
MEMORY: 2048MB DDR2 /PC6400 - Bus 800Mhz
HDD:
320GB HDD (Tốc độ vòng quay 5400 r.p.m.)
VGA:
Intel® GMA X4500 up to 512MB(share memory)
Chipset: Mobile Intel
PM45 Express Chipset
Ổ đĩa quang - CD/DVD DVDRW Card đồ họa - Video Adapter Intel GMA X4500MHD upto
512MB
WIFI: Dell Wireless 802.11BG / Cardreader 8in1/Bluetooth
Trọng lương: 2,4Kg / OS: PC Dos / Camera 1.3Mp OS : Linux


Kích cỡ(mm): 373 x 244 x 38
Pin 6:cell

III.

ĐẶC ĐIỂM PHẦN CỨNG NỔI BẬT

Inspiron 1545 được trang bị ổ ghi DVD, đầu đọc thẻ nhớ, khe cắm thẻ mở rộng 34 mm
ExpressCard thay vì phiên bản 54 mm. Ngoài ra, còn có ngõ cắm headphone và microphone, cùng
3 cổng USB, cổng Ethernet và cổng VGA. Inspiron 1545 không có cổng kết nối đa phương tiện
HDMI như phiên bản 1525 hay các netbook đời mới bây giờ.


Dòng máy Dell Inspiron sử dụng màn hình tỉ lệ 16:9, Dell Inspiron 1545 được trang bị màn hình
gương 15,6 inch, độ phân giải 1.366 x 768 pixel. Màn hình này cho chất lượng trung bình, các
đoạn văn bản hiển thị không thực sự sắc nét và góc nhìn cũng không được rộng bởi độ tương phản
thấp. Nếu để phục vụ nhu cầu giải trí xem phim hay ngắm các bức ảnh số, người sử dụng cũng cần
tránh môi trường quá sáng và ngồi trước màn hình ở một góc độ hợp lí.
Bộ loa của Dell Inspiron 1545 có thể coi là điểm sáng của cỗ máy. Loa cho chất lượng âm thanh
khá tốt, hơn hẳn loa của những notebook màn 15, 16-inch cùng mức giá. Tuy thiếu âm bass sâu và
rõ, nhưng bù lại khả năng cộng hưởng tốt và âm thanh không bị “méo” khi mở lớn.

Ẩn bên trong vỏ máy bóng bẩy, mức giá hợp lý là bộ vi xử lý Intel Core 2 Duo với từng cấp độ, từ
T4200 tới T6400. Trong bài này, ta sẽ nghiên cứu Core 2 Duo T6600 (2x2.2GHz, FSB 800MHz,
2M L2 Cache). Với bộ vi xử lý này, Dell Inspiron 1545 có khả năng chạy tốt bất kì một phần mềm
nào. Bộ nhớ RAM DDR2 4 dư sức cho máy hoạt động tốt trên nền hệ điều hành Windows Vista
Premium phiên bản 32-bit.
Card đồ họa tích hợp GMA4500 có thể không phù hợp cho việc chơi các game nặng, nhưng cũng
đủ sức chạy các ứng dụng đồ họa thông thường. Với ổ cứng HDD 320 GB tốc độ 5 Ins.400
vòng/phút, Dell piron 1545 có một không gian lưu trữ tương đối rộng rãi đối với nhu cầu lưu trữ
thông thường. Chiếc máy này không có kết nối Bluetooth và cũng chỉ có kết nối Wireless chuẩn G.


CHƯƠNG 2 : CẤU TRÚC HỆ THỐNG MÁY TÍNH
I.CẤU TRÚC BO MẠCH CHỦ
1. sơ đồ khối,các thành phần của bo mạch

Hình 2.1 hình ảnh main board dell 1545 – GM45


Hình 2.2 sơ đồ khối mainboard dell 1545 – GM45
Trong các thiết bị điện tử Bo mạch chủ là một bản mạch đóng vai trò là trung gian giao tiếp
giữa các thiết bị với nhau. Một cách tổng quát, nó là mạch điện chính của một hệ thống hay
thiết bị điện tử. Nếu xem PC như 1 con người thì CPU là bộ não, mainboard là xương sống còn
chipset chính là trái tim..
Có rất nhiều các thiết bị gắn trên bo mạch chủ theo cách trực tiếp có mặt trên nó, thông qua các
kết nối cắm vào hoặc dây dẫn liên kết.

2. chipset
Chipset hoạt động như 1 trung tâm trung chuyển dữ liệu trong máy tính. Nó điều khiển toàn bộ
dữ liệu trao đổi giữa CPU với RAM, thiết bị ngoại vi, … thông qua hệ thống bus. Bus hiểu đơn
giản là tuyến đường kết nối những địa điểm với nhau
2.1 chíp cầu bắc (north brigde )
a. chức năng :
Liên lạc giữa các thiết bị CPU, RAM, AGP hoặc PCI Express, và chip cầu nam.
Một vài loại còn chứa chương trình điều khiển video tích hợp, hay còn gọi là Graphics and
Memory Controller Hub (GMCH).
Vì các bộ xử lý và RAM khác nhau yêu cầu các tín hiệu khác nhau, một chip cầu bắc chỉ làm việc
với một hoặc hai loại CPU và nói chung chỉ với một loại RAM. Có một vài loại chipset hỗ trợ hai
loại RAM (những loại này thường được sử dụng khi có sự thay đổi về chuẩn).


Hình 2.3 chức năng của chip cầu bắc
b. vị trí của chip và cách nhận dạng






Chip lớn nhất trên Mainboard.
Thường được gắn thêm 1 miếng tản nhiệt.
Nằm gần CPU và RAM

c. thông số kỹ thuật của chíp cầu bắc
Chip cầu bắc p35 GMCH hỗ trỡ : khe cắm RDRAM cho phép tốc độ truyền dữ liệu giữa
CPU và bộ nhớ đạt tới 10.6 Gigabytes/s. Kênh truyền cho phép chuyển giao dữ liệu trực
tiếp giữa card màn hình và bộ nhớ với tốc độ lên tới 8Gigabytes/s.
d. đặc điểm chip set Mobile Intel ® PM45 Express trong dell 1545
Mobile Intel ® PM45 Express Chipset cung cấp hiệu năng hệ thống tuyệt vời thông qua
giao diện băng thông cao như dual-channel DDR3 và hỗ trợ bộ nhớ DDR2 bus hệ thống,
1066 MHz, PCI Express * x16 cổng đồ họa và PCI Express x1 I / O port, Serial ATA, và
Hi-Speed USB 2.0 kết nối Sử dụng Chipset Mobile Intel PM45 Express bao gồm hỗ trợ
cho Intel ® Active Management Technology (Intel ® AMT) 4.0, thế hệ tiếp theo của
mạng lưới khách hàng quản lý từ xa cho doanh nghiệp. Sử dụng mobile Intel PM45
Express Chipset cũng bao gồm hỗ trợ đồ họa kép với * ATI CrossfireX, để chơi game 3d

e. Các tính năng và công nghệ mới của chipset
1066 MHz Front Side Cung cấp tốc độ nhanh hơn truyền dữ liệu so với tốc độ bus


thế hệ trước.
Hỗ trợ cho hiệu suất tăng lên và năng lượng hiệu quả hơn công
nghệ bộ nhớ.
Hỗ trợ 12 cổng USB 2.0 thiết bị ngoại vi cho tối đa 40x
Tích hợp tốc độ cao
chuyển dữ liệu nhanh hơn và tương thích ngược để hỗ trợ các
USB 2.0

thiết bị USB 1.1.
Intel ® Matrix Storage Cho phép nâng cao hiệu suất, quản lý điện năng và bảo vệ dữ
liệu cho hệ thống lưu trữ.
Technology 7.0
Intel ® hoạt động Quản Hỗ trợ cho các cấp độ mới về quản lý và hỗ trợ cho khách
hàng máy tính trong môi trường kinh doanh.
lý Công nghệ 4.0
ATI CrossFireX * hỗ
Cho phép hỗ trợ cho đồ họa kép cần thiết để chơi game 3d
trợ
Bus hỗ trợ
Hỗ trợ công nghệ bộ
nhớ DDR3 và DDR2

Hình 2.4 thông số kết nối của chipset

2.2 chíp cầu nam (south bridge)
Chip cầu nam, hay còn gọi là I/O Controller Hub (ICH), là một chip đảm nhiệm những
việc có tốc độ chậm của bo mạch chủ trong chipset. Khác với chip cầu bắc, chip cầu nam
không được kết nối trực tiếp với CPU. Đúng hơn là chip cầu bắc kết nối chip cầu nam với
CPU.


a.chức năng
Quản lý và giao tiếp với các thành phần như: các khe PCI, giao tiếp USB, chip Sound,
chip LAN, BIOS ROM, Keyboard, mouse, FDD, COM, LPT

Hình 2.5 chức năng của chip cầu nam
b.vị trí của chip và cách nhận dạng :
-Lớp thứ hai trên main (kích thước chỉ thua Chip cầu Bắc)

- Có 2 chip lớn, chíp thứ nhất là cầu Bắc thì chip còn lại là chip cầu NAM.

Hình 2.6 chip cầu nam
c. hoạt động của chip cầu nam
Bởi vì chip cầu nam được đặt xa CPU hơn, nó được giao trách nhiệm liên lạc với các
thiết bị có tốc độ chậm hơn trên một máy vi tính điển hình. Một chíp cầu nam điển hình


thường làm việc với một vài chíp cầu bắc khác, mỗi cặp chíp cầu bắc và nam phải có
thiết kế phù hợp thì mới có thể làm việc với nhau
d. chỉ số kỹ thuật chip IVH9-M của laptop dell

I / O Thông số kỹ thuật
USB 2.0
# of USB Ports
# of SATA port
Tích hợp mạng LAN
Tích hợp IDE
thông số kỹ thuật gói
Nhiệt độ chíp max
Kích thước chip
công nghệ nâng cao
Intel ® Virtualization Technology dành cho Directed I / O
(VT-d)
Intel ® Trusted Execution Technology
Công nghệ Intel Intel® Active Management
Công nghệ Intel ® quick Resume
Công nghệ Intel ® Quiet system
Intel ® HD Audio Technology
Công nghệ Intel ® AC97

12
4
10/100/1000
1 kênh
120 ° C
31mm x 31mm

có
có
Không
Không
Không
Có
có

3. bios
BIOS viết tắt của Basic Input/Output System ( hệ thống nhập/xuất cơ bản.)
a. chức năng
BIOS giữ nhiều vai trò khác nhau nhưng vai trò quan trọng nhất là nạp hệ điều hành. Khi
bạn mở máy tính lên, bộ vi xử lí sẽ thực hiện chỉ thị đầu tiên của nó cho nên nó phải tìm
chỉ thị. Nó không thể lấy chỉ thị từ hệ điều hành vì hệ điều hành nằm trên ổ đĩa cứng, và
bộ vi xử lí không thể đến đó mà không có hướng dẫn.
BIOS cung cấp những hướng dẫn này. Một trong những nhiệm vụ mà BIOS phải thi
hành:


+ Tự kiểm tra các thiết bị phần cứng của thệ thống khi nguồn bật (power-on self-test POST) để chắc chắn rằng mọi thứ đều làm việc bình thường.
+ Kích hoạt các chip BIOS khác trên những card được gắn vào máy tính . Những card
như card SCSI và card đồ họa thường có BIOS của riêng chúng.

+ Cung cấp một tập các đường kết nối để hệ điều hành giao tiếp với các thiết bị phần
cứng – chính nhờ những đường kết nối này mà BIOS được gọi là hệ thống xuất nhập cơ
bản. Đặc biệt khi khởi động máy, các đường kết nối này quản lí bàn phím, màn hình, các
cổng tiếp nối và các cổng song song.
+ Quản lí một loạt các thiết lập cấu hình cho ổ cứng, tốc độ xung, v..v.
b. Nhiệm vụ cơ bản
- Giao tiếp mức cơ bản nhất với người dùng từ lúc bật công tắt cho đến lúc hệ điều hành
bắt đầu được load vào bộ nhớ mà ta gọi là BOOT.
- Cho phép thiết lập các cấu hình như: chọn ổ đĩa khởi động, chỉnh ngày giờ hệ thống, đặt
mật khẩu bảo vệ…
c. nhận biết bios
BIOS được chứa sẵn (thường ở dạng nén dữ liệu) trong các con chip như là PROM,
EPROM hay bộ nhớ flash của bo mạch chính

Hình 2.7 dualbios


d. công nghệ dualBIOS trong dell 1415
DualBIOS thực chất là một công nghệ cho phép mainboard tích hợp hai chip BIOS. Một
loại được gọi là Main Bios (Bios chính) và một loại được gọi là Backup Bios (Bios dự
phòng). Mainboard thường hoạt động với Main BIOS, nhưng nếu nó bị hư hại vì một lí
do nào đó thì backup BIOS sẽ được tự động sử dụng trong lần khởi động tiếp theo. PC
của bạn sẽ hoạt động giống như là trước khi main BIOS bị trục trặc.

4.hệ thống bus
a. khái Niệm
Bus là một hệ thống con (subsystem) có nhiệm vụ truyền dữ liệu giữa các bộ phận trong
máy tính.
b. phân loại bus, chức năng của bus
hệ thống bus gồm các bus:

Backside Bus (BSB): BSB là bus riêng kết nối CPU với bộ nhớ cache.
Frontside Bus (FSB): FSB kết nối CPU với bộ nhớ chính.
AGP Bus: AGP là bus dành riêng phục vụ card giao tiếp đồ hoạ.
bus AGP được kết nối thẳng với chip cầu bắc (Cải tiến so với bus PCI kết nối với chip
cầu nam).Do cấu trúc này, AGP cho phép các bo mạch đồ hoạ có thể truy cập trực tiếp
vào bộ nhớ của hệ thống, điều này giúp tăng đáng kể hiệu năng trên các bo mạch đồ hoạ
so với khi chúng sử dụng bus PCI trước đó. Tuy nhiên bo mạch đồ hoạ những thế hệ
cuối cùng sử dụng giao tiếp AGP ít khi sử dụng bộ nhớ hệ thống do chúng thường được
trang bị sẵn các bộ nhớ đồ hoạ riêng.
PCI Bus : PCI là một chuẩn để truyền dữ liệu giữa các thiết bị ngoại vi đến một bo mạch
chủ (thông qua chip cầu nam).

c. các thông số bus trong hệ thống mainboard của DELL INSPIRON – 1545 CORE 2
DUO.

Bus with
Xung nhịp

PCI express
32bits
66Mhz/133Mhz

Tốc độ truyền 250MB/s
dữ liệu
500Mb/s
1GBps

FSB
64 bits
667MHz / 800MHz

/ 1066MHz
4256 MB/s-10656
MB/s

AGP
32 bits
66Mhz/133Mhz
266Mhz/533Mhz
266MB/s 533MB/s
1066Mb/s
2133Mb/s

PCI
64 bits
33Mhz/66Mhz
266Mb/s
533Mb/s


II. CẤU TRÚC CPU CORE 2 DUO
1.Sơ đồ khối và các thành phần

Hình 2.8 sơ đồ khối cpu core 2 duo

1.1 khối instruction fetch and predecode :
đây là khối đọc mã lệnh và tiền giả mã :
chức năng của khối là : đọc mã lệnh , giả mã sơ bộ lệnh để phân loại các lệnh thông
thường như lệnh rẽ nhánh , lệnh tuần tự , để làm giảm ùn tắc pipeline
1.2 khối instruction queue (khối hàng đợi lệnh)
Dùng để chứa đồng thời nhiều lệnh trong hàng đợi lệnh do vậy nó có thể thực hiện đồng

thời nhiều lệnh cùng một lúc cụ thể
6 lệnh được ghi vào hàng đợi lệnh trong một chu kỳ
5 lệnh được đọc trong một chu kỳ
1.3 khối decode ( Khối giả mã lệnh )


chức năng của khối này là : giải mã lệnh CISC(Complex Instruction Set Computer)
thành lệnh RISC((Reduced Instruction Set Computer) .Bởi vì Những bộ vi xử lí chỉ sử
dụng tập lệnh RISC mà trong khi đó , hầu hết chương trình phần mềm sử dụng tập lệnh
CISC . do vậy để có thể chạy được những chương trình thông dụng như : Windows ,
Office...,cần có khối giải mã lệnh CISC thành lệnh RISC.
1.4 khối rename /alloc
+ khối allocate (cấp phát )
Khối này có chức năng





Cấp phát thanh ghi file - Register files (RF) để lưu trữ kết quả dữ liệu từ xử lí vi
lệnh .
Cấp phát các bộ đệm tải ( Load Buffers - LB) hoặc bộ đệm lưu trữ ( Store Buffers
- SB )tương ứng với vi lệnh là tải hoặc lưu trữ (có nghĩa là nó sẽ đọc hoặc viết
dữ liệu từ hoặc tới bộ nhớ hệ thống RAM ),
Cấp phát một đầu vào trên bộ nhớ hoặc xắp sếp chung tuỳ thuộc vào kiểu của vi
lệnh

+ khối register renamer
thay đổi tên và nội dung của những thanh ghi được sử dụng trong chương trình thành
một trong những thanh ghi có sẵn trong CPU .Bởi vì Cấu trúc lệnh CISC x86 chỉ có

08 thành ghi 32-bit (EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, ESI, EDI và ESP). Số này đơn
giản là quá ít , nhất là trong trường CPU có thể thực hiện đoạn mã OOO ( Out-OfOrder ) lúc đó sẽ làm hỏng nội dung của những thanh ghi đang dùng và dẫn tới làm
chương trình bị lỗi .
1.5. reorder buffer retirement unit
Đặt chỗ những đơn vị đệm rỗi Tác dụng của khối làm tăng tộc độ cpu , tối ưu băng
thông cho bộ vi xử lý
1.6. schedulers-reservation station (Phần lên chương trình)
Nó có chức năng phân tích mỗi một vi lệnh ,sắp xếp những vi lệnh tuỳ thuộc theo kiểu
của chúng . Sau đó Scheduler có thể gửi đi mỗi một vi lệnh trực tiếp tới Execution Unit
chính xác để xử lí . Những Execution Unit được nối tới Scheduler qua 5 cổng gửi đi (
Dispatch )
Kiến trúc Core có 5 cổng gửi đi được đặt trên trạm dành riêng Reservation Station của nó
,có ba trong số chúng được sử dụng cho việc gửi các chỉ lệnh nối micro-ops đến các khối
thực thi. . chỉ lệnh còn lại được sử dụng bởi các khối có liên quan đến bộ nhớ (Load,
Store). Điều đó có nghĩa rằng các CPU đang sử dụng kiến trúc Core đó có thể gửi ba chỉ
lệnh micro-ops đến khối thực thi trên một chu kỳ clock. Còn đối Pentium M cũng có 5
cổng gửi đi, nhưng chỉ có hai cổng được sử dụng để gửi đi các chỉ lệnh micro-ops đến
các khối thực thi.
Kiến trúc Core cung cấp một FPU mở rộng và một IEU mở rộng (ALU) khi chúng ta
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.


Tuy nhiên không phải tất cả các chỉ lệnh toán học đều có thể được thực thi trên tất cả các
FPU. Như những gì bạn có thể quan sát được trong hình 2, các toán tử nhân floatingpoint chỉ có thể được thực thi trong FPU thứ ba và phần thêm vào floating-point chỉ có
thể được thực thi trên FPU thứ hai. Các chỉ lệnh Fpmov có thể được thực thi trên FPU
thứ nhất hoặc trên hai FPU khác nếu không có chỉ lệnh phức tạp hơn (FPadd or FPmul)
đã sẵn sàng được gửi đến chúng. Các chỉ lệnh MMX/SSE đều được xử lý bởi FPU.
Trong hình 2 bạn sẽ thấy sơ đồ khối chính của các khối thực thi trong kiến trúc Core.

Hình 2.9: Các khối thực thi trong kiến trúc Core

1.7. khối fpu,alu,load, store
Là các khối đơn vị thực thi của cpu
+ALU đơn vị số nguyên ( Arithmetic Logic Unit)
Khối này có thể xử lý đến ba chỉ lệnh số nguyên trên một chu kỳ clock
+ khối FPU ( Floating Point Unit): đơn vị dấu chấm động
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 không “hoàn thiện” vì một số
kiểu chỉ lệnh (FPmov, FPadd và FPmul) chỉ được thực thi trên các FPU nào đó:
o

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
o FPmov: Các chỉ lệnh cho việc nạp hoặc copy một thanh ghi FPU, như
MOVAPS (được dùng 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 không
có trong Reservation Station.
o

+ load : đơn vị nạp/lưu trữ (đơn vị dùng để đọc/ghi bộ nhớ).
khối này dùng để xử lý các chỉ lệnh yêu cầu dữ liệu được đọc từ bộ nhớ RAM.
+ khối store :


Khối này xử lý các chỉ lệnh yêu cầu dữ liệu được ghi vào bộ nhớ RAM.

1.8. khối cache L1,L2
Các khối này có chức năng chuyển dữ liệu qua lại giữa cpu và bộ nhớ chính

khái niệm và chức năng :
Cache hay còn gọi là bộ nhớ đệm, bộ nhớ khay là một thành phần của cấu trúc phân
cấp của hệ thống bộ nhớ như trình bày trong mục Cache đóng vai trong trung gian,
trung chuyển dữ liệu từ bộ nhớ chính về CPU và ngược lại
vị trí của cache trong cpu core 2 duo
bộ nhớ cache thường được tích hợp vào trong CPU nhằm nâng cao tốc độ và băng thông
trao đổi dữ liệu giữa CPU và cache.
cấu tạo cache trong core 2 duo
cache được chia làm 2 mức L1,L2
+ L1 data cache có dung lượng : 2 × 32Kbyte
8 way, kích thước dòng line : 64 byte
+ L1 instruction cache có dung lượng : 2 × 32Kbyte
8 way, kích thước dòng line : 64 byte
+ L2 instruction cache có dung lượng : 1 × 3Mbyte
8 way, kích thước dòng line : 64 byte

tổ chức cache
cache trong core 2 duo được tổ chức theo phương pháp ánh xạ tập kết hợp Cache được
chia thành 8 đường (way) đánh số từ 0 đến 7. Mỗi đường cache lại được chia thành n
dòng (line) đánh số từ 0 đến n-1. Bộ nhớ chính được chia thành m trang (page), đánh số


từ 0 đến m-1. Mỗi trang lại được chia thành n dòng (line) đánh số từ 0 đến n-1. Kích
thước mỗi trang của bộ nhớ chính bằng kích thước một đường của cache và kích thước
một dòng trong trang bộ nhớ cũng bằng kích thước một dòng của đường cache.

CHƯƠNG 3 : CÁC ĐẶC TÍNH CÔNG NGHỆ NỔI BẬT CỦA LATOP SỬ DỤNG
DÒNG CHIP CORE 2 DUO
I. CÔNG NGHỆ MỚI CỦA CACHE TRONG KIẾN TRÚC CORE 2 DUO
1. hạn chế cache của pentium D
Kiến trúc Core được tạo bằng việc có khái niệm multi-core, nghĩa là có nhiều chip trên
một đóng gói. Trên Pentium D, phiên bản dual-core của Pentium 4, mỗi core đều có
Cache nhớ L2 của riêng nó. Vấn đề với hai Cache riêng ở đây là tại một thời điểm nào đó
khi một lõi này sử dụng hết Cache nhớ trong khi lõi kia lại không sử dụng hết hiệu suất
trên Cache nhớ L2 của riêng nó. Khi xảy ra điều này thì lõi đầu tiên phải truy cập và lấy
dữ liệu từ bộ nhớ RAM chính, thậm chí Cache nhớ L2 của lõi thứ hai là hoàn toàn trống
rỗng mà lẽ ra có thể được sử dụng để lưu dữ liệu, tránh tình trạng lõi phải truy cập trực
tiếp vào bộ nhớ RAM chính.
2. cải tiến của cache core 2 duo
Đối với kiến trúc Core, vấn đề này đã được giải quyết. Cache nhớ L2 được chia sẻ, có
nghĩa là cả hai lõi đều có thể sử dụng Cache nhớ L2 một cách chung nhau, cấu hình động
sẽ được thực hiện cho mỗi Cache. Ví dụ với một CPU có 2 MB L2 cache, một lõi có thể
đang sử dụng 1,5MB còn lõi kia sử dụng 512 KB (0.5 MB), ngược lại với tỷ lệ chia cố
định 50-50 như đã được sử dụng trước đây trong các CPU dual-core.

Hình 3.1 phân mức trong cache
3. cache core 2 duo có khả năng tiên đoán nhanh ,sâu , và chính xác
Khối tiền tìm nạp được chia sẻ giữa các lõi, nghĩa là nếu hệ thống Cache nhớ đã nạp
một khối dữ liệu để được sử dụng bởi lõi đầu tiên thì lõi thứ hai cũng có thể sử dụng dữ
liệu đã được nạp trên Cache này rồi. Trong các kiến trúc trước, nếu lõi thứ hai cần dữ liệu
giống như dữ liệu đã được nạp vào Cache của lõi đầu tiên thì nó vẫn phải truy cập thông
qua bus ngoài (điều đó khiến CPU làm việc ở tốc độ clock ngoài, có tốc độ clock thấp

hơn tốc độ clock trong) hoặc thậm chí lấy dữ liệu cần thiết trực tiếp từ bộ nhớ RAM của
hệ thống.
Intel cũng đã cải thiện khối tiền tìm nạp của CPU, đưa ra các mẫu theo cách mà CPU
hiện đang lấy dữ liệu từ bộ nhớ để đoán thử dữ liệu mà CPU sẽ tìm nạp tiếp theo là gì và
nạp nó vào Cache nhớ trước khi CPU yêu cầu. Ví dụ, nếu CPU đã nạp dữ liệu từ địa chỉ
1, sau đó yêu cầu dữ liệu trên địa chỉ 3 và sau đó yêu cầu tiếp dữ liệu trên địa chỉ 5 thì
khối tiền tìm nạp sẽ đoán rằng chương trình sẽ nạp dữ liệu từ địa chỉ 7 và nó sẽ nạp từ địa
chỉ này ra Cache nhớ trước khi CPU yêu cầu đến nó. Trên kiến trúc Core, Intel đã có một
chút nâng cao về tính năng này bằng cách tạo ra một khối tiền tìm nạp tìm kiếm các mẫu
trong dữ liệu tìm nạp thay vì các bộ chỉ thị tĩnh của dữ liệu mà CPU sẽ yêu cầu tiếp theo.
II. ĐƯỜNG DẪN DỮ LIỆU 128 BIT BÊN TRONG
Một tính năng khác có trong kiến trúc Core là đường dẫn dữ liệu 128 bit bên trong. Trong
các CPU trước, đường dẫn dữ liệu bên trong chỉ có 64bit. Đây là một vấn đề đối với các
chỉ lệnh SSE, chỉ lệnh được gọi là XMM có dài 128 bit. Chính vì vậy khi thực thi một chỉ
lệnh đã biến đổi thành 128 bit dữ liệu thì toán tử này được chia thành hai toán tử 64bit.
Đường dữ liệu 128 bit mới làm cho kiến trúc Core trở nên nhanh hơn trong việc xử lý các
chỉ lệnh SSE có 128 bit dữ liệu.
III. KIẾN TRÚC NHỚ MỚI
Kiến trúc nhớ mới là kỹ thuật tăng tốc thực thi các chỉ lệnh có liên quan đến bộ nhớ.
Tất cả các CPU của Intel từ Pentium Pro đều có cơ chế không tuân theo trình tự (out-oforder), cơ chế này cho phép CPU có thể thực thi các chỉ lệnh không phụ thuộc theo bất cứ
một thứ tự nào. Những gì xảy ra với các chỉ lệnh liên quan đến bộ nhớ được thực thi theo
kiểu truyền thống diễn ra theo một thứ tự giống hệt với thứ tự chúng xuất hiện trong
chương trình. Những gì mà cơ chế kiến trúc nhớ mới thực hiện là định vị và thực thi các
chỉ lệnh có liên quan đến bộ nhớ để có thể thực thi không theo thứ tự, tăng tốc độ thực thi
của chương trình
Trong hình 3, ví dụ về một CPU không có cơ chế nhớ này (nghĩa là tất cả các CPU không
được xây dựng trên kiến trúc Core). Như những gì thể nhìn thấy, CPU phải thực thi các
chỉ lệnh khi chúng xuất hiện trong chương trình gốc. Ví dụ, chỉ lệnh “Load4” không liên
quan tới bất kỳ đến bộ nhớ nào và có thể được thực thi trước, mặc dù vậy nó vẫn phải đợi
tất cả các chỉ lệnh khác.

Hình 3.2: CPU không có kiến trúc nhớ mới
Trong hình 4, bạn sẽ thấy cách chương trình trong hình 3 làm việc như thế nào trên CPU
có kiến trúc Core. Nó “biết” rằng chỉ lệnh “Load4” không có liên quan đến các chỉ lệnh
khác và có thể được thực thi trước.

Hình 3.3: CPU với cơ chế nhớ mới.
Điều này đã cải thiện được hiệu suất của CPU vì lúc này chỉ lệnh “Load4” sẽ được thực
thi ngay từ đầu, CPU có dữ liệu cần thiết cho việc thực thi các chỉ lệnh khác cần đến giá
trị “X” để được thực thi.
Trong các CPU thông thường, nếu sau khi chỉ lệnh “Load4” này có chỉ lệnh “Add 50”,
thì chỉ lệnh “Add 50” (và tất cả các chỉ lệnh khác phụ thuộc vào kết quả đó) sẽ phải đợi
các chỉ lệnh khác như đã thể hiện trong hình 3 để được thực thi. Với kiến trúc nhớ mới
này, các chỉ lệnh đó có thể được thực thi sớm, vì CPU lúc này sẽ có được giá trị “X” từ
sớm.

IV. ĐIỀU CHỈNH TIẾT LƯU


Với việc điều chỉnh tiết lưu công suất tiên tiến, kiến trúc Core làm tiết kiệm được nhiều
năng lượng tiêu thụ hơn so với các CPU trước đó. Tính năng này cho phép CPU có thể tắt
các khối đang không được sử dụng ở thời điểm đó. Ý tưởng này thậm chí còn cho phép
nhiều ưu việt hơn vì khi CPU có thể tắt các phần cụ thể bên trong mỗi khối CPU để tiết
kiệm năng lượng, tốn ít công suất và cải thiện được thời gian sử dụng của pin (trong
trường hợp xét đến các CPU di động).
Một khả năng tiết kiệm năng lượng khác của kiến trúc Core là chỉ bật các bit cần thiết
trong các bus bên trong CPU. Nhiều bus bên trong của CPU được kích thước một cách
cồng kềnh và lãng phí. Chính vì vậy thay cho việc bật tất cả ví dụ 480 làn dữ liệu của một
bus nào đó thì CPU có thể chỉ cần bật 32 làn dữ liệu của nó, tất cả các dữ liệu trong làn

đó đều cần thiết cho việc truyền tải chỉ lệnh 32bit.

V.BỘ GIẢI MÃ CHỈ LỆNH MACRO-FUSION
Một khái niệm mới được giới thiệu trong kiến trúc Core đó là macro-fusion. Macrofusion là khả năng gắn (joining) hai chỉ lệnh x86 vào thành một chỉ lệnh micro-op. Cách
làm này có thể cải thiện được hiệu suất của CPU và tiêu tốn ít năng lượng của CPU hơn
vì nó sẽ chỉ thực thi một chỉ lệnh micro-op thay vì hai.
Mặc dù vậy cơ chế này lại bị hạn chế đối với các chỉ lệnh so sánh và các chỉ lệnh rẽ
nhánh có điều kiện (có nghĩa là các chỉ lệnh CMP và TEST và Jcc).
Bộ giải mã chỉ lệnh có trên kiến trúc Core có thể giải mã 4 chỉ lệnh trên một chu kỳ
clock, trong khi đó ở các CPU trước như Pentium M và Pentium 4 thì chỉ có thể giải mã
được đến 3.
Ở đây bộ giải mã chỉ lệnh của kiến trúc Core kéo đến 5 chỉ lệnh mỗi lần vào hàng đợi chỉ
lệnh, thậm chí nó còn có thể giải mã đến 4 chỉ lệnh trên một chu kỳ clock. Chính vì vậy
nếu hai trong số 5 chỉ lệnh được nối thành một thì bộ giải mã vẫn có thể giải mã bốn chỉ
lệnh trên một chu kỳ clock. Và nó sẽ ở chế độ nhàn rỗi cục bộ bất cứ khi nào macrofusion xảy ra, nghĩa là bộ giải mã sẽ chỉ cung cấp ba chỉ lệnh nối micro-op ở đầu ra của
nó trong khi có khả năng cung cấp đến bốn.

VI. INTEL WIDE DYNAMIC EXECUTION
Nâng cao tốc độ và hiệu quả thực thi chương trình, phát ra nhiều lệnh hơn trong một chu
kỳ đồng hồ. Mỗi nhân có thể hoàn thành 2 luồng xử lý (2 dòng lệnh) trong mỗi xung
nhịp. Như vậy, CPU Core 2 Duo có thể hoàn thành tới 4 luồng xử lý (4 dòng lệnh) trong
cùng một xung nhịp, thay vì chỉ có 3 luồng xử lý như ở CPU Core Duo, Pentium D,
Pentium IV.


VII . INTEL ADVANCED DIGITAL MEDIA BOOST. Tăng tốc 2 lần vòng quay của
các dòng lệnh xử lý trên mỗi chu kỳ đồng hồ bằng cách xử lý song song nhằm làm tăng
khả năng xử lý của CPU cho các tác vụ: nghe, nhìn, hình ảnh và xử lý hình ảnh, đa
phương tiện, mã hóa, tài chính, kỹ thuật và khoa học v.v...
VIII. INTEL POWER INTELLIGENT CAPABILITY

Công nghệ này cho phép kích hoạt và tăng tốc độ xử lý của hệ thống khi có nhu cầu.
Trong trường hợp không có nhu cầu thì hệ thống trở về trạng thái “chờ” (giống tính năng
Stand by của Windows) giúp giảm đáng kể điện năng tiêu thụ mà không ảnh hưởng đến
hiệu suất hoạt động của toàn hệ thống.
IX. INTEL QUIET SYSTEM TECHNOLOGY
Công nghệ giảm tiếng ồn bằng cảm biến nhiệt kỹ thuật số mới (DTS) giúp hệ thống chạy
êm hơn, giảm tối đa tiếng ồn và tiết kiệm năng lượng vì hệ thống bo mạch chủ của Intel
sẽ quản lý nhiệt độ của CPU và chỉ tăng tốc quạt khi cần thiết. Điều này rất tốt cho các
game thủ vì họ không cần phải trang bị thêm hệ thống tản nhiệt (heatsink) hoặc gắn thêm
quạt (fan) cho CPU. Công nghệ này chỉ hỗ trơ ở CPU Core 2 Duo và bo mạch chủ sử
dụng chipset Intel 965 Express.
X. INTEL VIRTUALIZATION TECHNOLOGY
Công nghệ ảo hóa này cho phép một nền tảng phần cứng cùng 1 lúc mà không sợ bị đụng
với các hệ điều hành khác đang chạy trên nền tảng phần cứng đó. Trên mỗi hệ điều hành,
người dùng có thể cài các phần mềm khác nhau. Đối với các doanh nghiệp, Intel
Virtualization Technology cải thiện khả năng quản lý, hạn chế thời gian chết và duy trì
năng suat cho người sử dụng bằng cách phân chia các hoạt động tính toán thành nhiều
phần riêng biệt. Công nghệ này hoàn toàn khác so với chế độ multi boot của Windows,
multi boot chỉ cho phép 1 hệ điều hành hoạt động tại 1 thời điem, còn với công nghệ ảo
hóa thì người dùng có cho phép chạy nhiều hệ điều hành cùng một lúc. Công nghệ ảo hóa
này đòi hỏi bo mạch chủ (mainboard), CPU, BIOS, driver (trình điều khiển thiết bị phần
cứng), hệ điều hành va phần mềm phải hỗ trợ.
XI. EXECUTE DISABLE BIT 8. Execute Disable Bit
Nâng cao tính bảo mật và chống virus cho hệ thống ở mức cao khi có hỗ trợ của hệ điều
hành. Execute Disable Bit cho phép bộ nhớ được đánh dấu là có thể thực hiện được hoặc
không thể thực hiện được, cho phép CPU báo lỗi cho hệ điều hành nếu có mã lệnh ác ý
nào cố chạy trong phần bộ nhớ không thể hoạt động được, nhờ đó mà ngăn mã lệnh này
không gây ảnh hưởng đến hệ thống. Công nghệ này đòi hỏi đồng thời cả CPU và hệ điều
hành phải hỗ trợ Execute Disable Bit.