BÀI tập lớn môn KIẾN TRÚC MÁY TÍNH: tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core i

Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐAI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

----------

BÀI TẬP LỚN
MÔN : KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU VỀ THẾ HỆ
VI XỬ LÝ INTEL CORE I

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

: Th.S NGUYỄN THANH HẢI

NHÓM

:10

LỚP
THÀNH VIÊN

: KHMT4 - K10
ĐỖ ĐÌNH THẮNG
TRẦN VĂN CHỨC
ĐỖ ĐĂNG THẠCH
NGUYỄN VĂN MẠNH

MA VĂN SÔNG

HÀ NỘI 2016
1


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

`LỜI MỞ ĐẦU
Dưới đây là bài nghiên cứu của nhóm chúng em về bộ vi xử lý Intel Core i . Vì là là
tài liệu tham khảo và cũng là lần đầu làm nên còn nhiều thiếu xót , rất mong thầy xem
và góp ý cho bọn em được được hoàn thiện bài nghiên cứu hơn .
Em chân thành cảm ơn!

-

TÀI LIỆU ĐƯỢC THAM KHẢO TỪ NGUỒN:
Wiki ( )
Trang chủ của Intel Việt Nam ()
Tinh tế ()
Blog Tin Học ()
Chia sẻ tài liệu ()
Và nhiều nguồn khác.

2


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

MỤC LỤC:

PHẦN I: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN ,CẤU TẠO , CÔNG
NGHỆ CỦA VXL CORE I

1. Lịch sử hình thành và phát triển

Hãng Intel đã chế tạo và phát triển CPU từ năm 1971 cho đến nay và hiện tại thì họ
đang dẫn đầu trong lĩnh vực này. Thế hệ CPU đầu tiên mà họ sản xuất đó là CPU
4004, CPU 8088… rồi đến CPU Pentium,..  CPU Core Dual, Core 2 Quad, …  và
mới dòng CPU mới nhất, mạnh nhất cho tới thời điểm hiện tại đó là dòng Core i (core
i3, core i5, core i7 và core M). Có thể nhìn vào sơ đồ sau là có thể hình dung ra lịch sử
phát triển chíp CPU của họ.

Nhìn vào hình bên trên thì có thể thấy là dòng chíp Core i được hãng Intel phát triển từ
năm 2009 và cho tới nay thì dòng Core i đã trải qua 7 thế hệ đó là Nehalem, Sandy
Bridge, Ivy Bridge,Haswell, Broadwell và mới đây nhất là thế hệ 6 với Vi kiến trúc
Skylake và chip mới được phát hành gần đây nhất là chip Kaby Lake (Vì mới phát
hành và chưa có nhiều thông tin nên xin phép không được đề cập trong bài này).
- Và đương nhiên là thế hệ càng mới thì chất lượng được cải tiến càng tốt hơn, khả
năng xử lý tốt hơn và được trang bị card đồ họa tích hợp (card onboard) mạnh mẽ hơn
cũng như có thể tương thích với các dòng card đồ họa rời mạnh mẽ hơn.

3


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

2. Các công nghệ cơ bản trên vi xử lí Core i của Intel.
a. Công nghệ Turbo Boost (ép xung).

Turbo Boost là gì?
Là công nghệ của hãng Intel cho phép các bộ vi xử lý chạy hơn xung nhịp mặc định,
giúp tăng hiệu năng cũng như tối ưu hiệu suất hoạt động của CPU.

Nhìn vào hình trên bạn dễ hiểu hơn, phần màu xanh là lúc máy tính chạy bình thường,
màu vàng là máy tăng tốc lên khi gặp những ứng dụng phần mềm nặng.
Không phải CPU Intel nào cũng có Turbo Boost? Công nghệ Turbo Boost thường tích
hợp trên các dòng CPU Intel Core i5 và Core i7, còn với Core i3 thì không được tích
hợp công nghệ này. Core i3 thì được thừa kế một điểm mới như Core i5 và Core
i7 là Công nghệ siêu phân luồng (Hyper Threading).
* Cài đặt Turbo Boost như thế nào?
Turbo Boost là công nghệ tích hợp trên CPU nên không có cài đặt - bật tắt gì cả, cứ
giao nhiệm vụ này cho CPU tự động xử lí. Tuy nhiên bạn có thể quản lí nó bằng cách
dùng Intel Turbo Boost Technology Monitor là một tiện ích được Intel cung cấp để bạn
có thể theo dõi tình trạng hoạt động của tính năng Turbo boost (trên các CPU có hỗ
trợ Turbo Boost).
b. Công nghệ Hyper threading (siêu phân luồng).
Giới Thiệu Công Nghệ Hyper---Threading
Có một vài nguyên nhân làm cho các đơn vị thực thi không được sử dụng
thường xuyên. Nói chung, CPU không thể lấy dữ liệu nhanh như nó mong muốn do
tắc nghẽn đường truyền (memory bus và front-side-bus), dẫn đến sự giảm sút hoạt
động của các đơn vị thực thi. Ngoài ra, một nguyên nhân khác đã được đề cập là có
quá ít ILP trong hầu hết các chuỗi lệnh thực thi.
4

Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

Hiện thời cách mà đa số các nhà sản xuất CPU dùng để cải thiện hiệu năng trong
các thế hệ CPU của họ là tăng tốc độ xung nhịp và tăng độ lớn của bộ nhớ đệm (cache).
Nhưng cho dù cả hai cách này cùng được sử dụng thì vẫn không thực sự sử dụng hết
được tiềm năng sẵn có của CPU. Nếu có cách nào đó cho phép thực thi được nhiều
chuỗi lệnh đồng thời mới có thể tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên của CPU. Đó chính là
cái mà công nghệ siêu luồng của Intel đã làm được, bản chất của nó là chia sẻ tài nguyên
để sử dụng hiệu quả hơn các đơn vị thực thi lệnh đã có sẵn trên các CPU đó.

Hyper threading - siêu luồng là một cái tên “tiếp thị” cho một công nghệ nằm ngoài
“vương quốc” x86, là một phần nhỏ của SMT. Ý tưởng đằng sau SMT rất đơn giản:
một CPU vật lý sẽ xuất hiện trên hệ điều hành như là hai CPU và hệ điều hành không
thể phân biệt được. Trong cả hai trường hợp nhiệm vụ của hệ điều hành chỉ là gửi hai
chuỗi lệnh tới “hai” CPU và phần cứng sẽ đảm nhiệm những công việc còn lại.
Trong các CPU sử dụng công nghệ Hyper-Threading, mỗi CPU logic sở hữu một tập
các thanh ghi, kể cả thanh ghi đếm chương trình PC riêng (separate program counter),
CPU vật lý sẽ luân phiên các giai đoạn tìm/giải mã giữa hai CPU logic và chỉ cố gắng
thực thi những thao tác từ hai chuỗi lệnh đồng thời theo cách hướng tới những đơn vị
thực thi ít được sử dụng.
3. Chi tiết công nghệ chung cho từng loại chip.
- Core i3: Được intel cho ra đời theo từng bộ vi xử lý (BVXL) ứng với chủng loại của
máy tính và theo từng kiến trung khác nhau. Sau đây là những kiến trúc cơ bản của
từng dòng CPU core i:
+ Cho PC
+ Kiến trúc Clarkdale - nền tảng 32 nm.

5


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

+ Dựa trên Westmere.
+ Tất cả các tập lệnh hỗ trợ: MMX( da nhiem am thanh hinh anh) , SSE ,
SSE2 , SSE3 , SSSE3 , SSE4.1 , SSE4.2 , Enhanced Intel SpeedStep Technology
(EIST)” Intel SpeedStep® Technology (EIST) là công nghệ đặc biệt của Intel được áp
dụng cho các sản phẩm vi xử lý của họ, EIST sẽ giúp các vi xử lý chạy với tốc độ phù
hợp nhất trong các thời điểm khác nhau tuỳ theo trạng thái các ứng dụng đang chạy”
, Intel 64 , XD bit (một bit NX thực hiện), Intel VT-x
(công nghệ ảo hoa) , Hyper-Threading , Smart Cache.
+ FSB đã được thay thế với DMI.
+ Cho Laptop:
+ Kiến trúc Arrandale - điện áp thấp - nền tảng 32 nm.
+ Dựa trên Westmere.
+ Tất cả các tập lệnh hỗ trợ: MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 ,
SSE4.1 , SSE4.2 , Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), Intel 64 , XD bit
(một bit NX thực hiện), TXT , Intel VT Công nghệ Intel TXT bảo vệ dữ liệu trong các
môi trường điện toán ảo , Hyper-Threading , Smart Cache Công nghệ này cho phép
điều chỉnh tự động dung lượng L2 cache ch.
+ FSB đã được thay thế với DMI.
- Core i5:
+ Cho PC:
+ Kiến trúc Clarkdale - nền tảng 32 nm
+ Tất cả các
+ i5-661 không hỗ trợ Intel VT-d.

+ FSB đã được thay thế với DMI.
+ Kiến trúc Lynnfield - nền tảng 45 nm tập lệnh hỗ trợ: MMX , SSE , SSE2 ,
SSE3 , SSSE3 , SSE4.1 , SSE4.2 , Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), Intel
64 , XD bit (một bit NX thực hiện), TXT , Intel VT-x , Intel VT-d , Hyper-Threading ,
Turbo Boost , Smart Cache và AES-NI(công nghệ bảo vệ dữ liệu).
+ Dựa trên Nehalem
+ Tất cả các tập lệnh hỗ trợ: MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 ,
SSE4.1 , SSE4.2 , Enhanced Intel.
+ SpeedStep Technology (EIST), Intel 64 , XD bit (một bit NX thực
hiện), Intel VT-x , Turbo Boost , Smart Cache.
+ Hyper-Threading bị vô hiệu hóa.
+ Cho Laptop:
+ Kiến trúc Arrandale - điện áp thấp - nền tảng 32 nm
+ Dựa trên Westmere.
+ Tất cả các tập lệnh hỗ trợ: MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 ,
SSE4.1 , SSE4.2 , Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), Intel 64 , XD bit
6


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

(một bit NX thực hiện), TXT , Intel VT , Hyper-Threading , Turbo Boost , Smart
Cache.
+ FSB đã được thay thế với DMI.
+ Kiến trúc Arrandale - nền tảng 32 nm
+ Dựa trên Westmere.
+ Tất cả các tập lệnh hỗ trợ: MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 ,
SSE4.1 , SSE4.2 , Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), Intel 64 , XD bit

(một bit NX thực hiện), TXT , Intel VT , Hyper-Threading , Turbo Boost , Smart
Cache . Tất cả trừ-430M hỗ trợ i5 AES-NI.
+ FSB đã được thay thế với DMI.
+ Core i5-520E có hỗ trợ bộ nhớ ECC và chia hai cổng PCI.
- Core i7:
+ Cho PC:
+ Kiến trúc Lynnfield - nền tảng 45 nm
+ Dựa trên Nehalem.
+ Tất cả các tập lệnh hỗ trợ: MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 ,
SSE4.1 , SSE4.2 , Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), Intel 64 , XD bit
(một bit NX thực hiện), TXT , Intel VT , Intel VT-d , Hyper-Threading , Turbo Boost ,
Smart Cache
+ Kiến trúc Bloomfield - nền tảng 45 nm
+ Dựa trên Nehalem/
+ Tất cả các tập lệnh hỗ trợ: MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 ,
SSE4.1 , SSE4.2 , Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), Intel 64 , XD bit
(một bit NX thực hiện), TXT , Intel VT , Hyper-Threading , Turbo Boost , Smart
Cache.
+ Kiến trúc Gulftown - nền tảng 32 nm.
+ Dựa trên Westmere.
+ Tất cả các tập lệnh hỗ trợ: MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 ,
SSE4.1 , SSE4.2 , Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), Intel 64 , XD bit
(một bit NX thực hiện), TXT , Intel VT , Turbo Boost , Hyper-Threading , Smart
Cache.
+ Chỉ Core i7-980X sẽ có một khóa số nhân.
+ Cho laptop:
+ Kiến trúc Arrandale - điện áp thấp - nền tảng 32 nm
+ Dựa trên Westmere.
+ Tất cả các tập lệnh hỗ trợ: MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 ,
SSE4.1 , SSE4.2 , Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), Intel 64 , XD bit

(một bit NX thực hiện), TXT , Intel VT , Hyper-Threading , Turbo Boost , Smart
Cache.
+ FSB được thay thế bằng DMI.
7


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

+ Kiến trúc Arrandale - nền tảng 32 nm
+ Dựa trên Westmere.
+ Tất cả các tập lệnh hỗ trợ: MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 ,
SSE4.1 , SSE4.2 , Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), Intel 64 , XD bit
(một bit NX thực hiện), TXT , Intel VT , Hyper-Threading , Turbo Boost , Smart
Cache.
+ FSB được thay thế bằng DMI.
+ Kiến trúc Arrandale - nền tảng 32 nm
+ Tất cả các tập lệnh hỗ trợ: MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 ,
SSE4.1 , SSE4.2 , Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), Intel 64 , XD bit
(một bit NX thực hiện), TXT , Intel VT , Intel VT-d , Hyper-Threading , Turbo Boost ,
Smart Cache.
+ FSB được thay thế bằng DMI.
+ Kiến trúc Clarksfield - nền tảng 45 nm
+ Dựa trên Nehalem.
+ Tất cả các tập lệnh hỗ trợ: MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 ,
SSE4.1 , SSE4.2 , Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), Intel 64 , XD bit
(một bit NX thực hiện), TXT , Intel VT , Hyper-Threading , Turbo Boost , Smart
Cache.
So sánh đặc trưng của Intel CPU Core i3, i5,i7:

CORE I3

CORE I5

Khả năng xử lý
thông minh rõ
ràng bắt đầu tại
đây:
Xử Lý Đa
Nhiệm
Thông
Minh nhờ Công
Nghệ
Intel®
Hyper-Threading
Các
tính
năng đồ họa tuyệt
vời tích hợp sẵn.

Khả năng xử lý thông minh
rõ ràng bằng một cú tăng
vọt tốc độ.
Tự động gia tăng tốc
độ khi bạn cần bằng Công
Nghệ Intel® Turbo Boost
2.0
Xử Lý Đa Nhiệm
Thông Minh nhờ Công
Nghệ

Intel®
HyperThreading
Các tính năng đồ
họa tuyệt vời tích hợp sẵn.

CORE I7
Khả năng xử lý thông minh
rõ ràng cao nhất.
Khả năng ép xung
cho phép đạt được hiệu quả
đáng sửng sốt
Tự động gia tăng tốc
độ khi bạn cần bằng Công
Nghệ Intel® Turbo Boost
2.0
Xử Lý Đa Nhiệm
Thông Minh nhờ Công
Nghệ
Intel®
HyperThreading
Các tính năng đồ
họa tuyệt vời tích hợp sẵn.

4. Một số ứng dụng của dòng sản phẩm Core I:

8


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

Core i3 : Được ứng dụng trong những máy tính cá nhân sử dụng đồ họa, xử lý công
việc thông dụng và hỗ trợ trên công nghệ windows 64 bit với những chương trình đồ
họa: photoshop CS4, Corel X4, Plash FX … loại này phù hợp cho những người dùng
phổ thông: học sinh, sinh viên, nhân viên văn phòng.
Core i5: Thì được dùng nhiều hơn khi máy tính cần phải xử lý công việc nhiều và
hiệu quả hơn về thiết kế đồ họa và trong việc xây dựng lên hệ thống ảo hóa phục vụ
công việc nghiên cứu và học tập nâng cao dùng cho những người dùng tầm trung: học
sinh, sinh viên học chuyên ngành công nghệ thông tin, nhân viên văn phòng cao cấp
cần xử lý nhiều công việc và đồ họa cao cấp.
Core i7: Với kiến trúc 4 nhân 8 luồn dữ liệu nên thường được dùng vào trong các
công việc đồ họa dưới giao diện 64 bit cần độ xử lý tốc độ cực nhanh: thiết kế hình vẽ
3D, 4D dựng phim 4D….xây dựng hệ thống ảo hóa với quy mô lớn phục vụ công việc
nghiên cứu công nghệ. Dùng cho người dùng cao cấp, người dùng chuyên nghiệp:
chuyên thiết kế đồ họa, chế bản âm thanh hình ảnh, sản xuất phim ảnh, sinh viên học
chuyên ngành đồ họa máy tính, chế bản phim hoạt hình…
5. Cách phân biệt các dòng CPU Core i qua tên gọi.
Với nhiều thế hệ CPU Core i, người dùng có thể dễ dàng phân biệt được các thế hệ sản
phẩm này thông qua cách đặt tên của Intel. Cách đặt tên cho dòng CPU Intel Core i có
thể thông qua công thức sau:
Tên bộ xử lý = Thương hiệu (Intel Core) + Tên dòng CPU – Số thứ tự thế hệ (Thế hệ 1
không có kí tự này) + SKU + Ký tự đặc điểm sản phẩm.
Ý nghĩa của một số ký tự cuối của tên sản phẩm (Ngoài ra còn số ký tự khác):
Loại chip
E (Chip E)
Q (chip Q)

Đặc điểm
Chip hai lõi, cân bằng giữa hiệu

năng và giá thành
Chip 4 lõi, cho hiệu năng cao
cấp, phù hợp với các laptop có
nhu cầu sử dụng cao.

U (Chip U)

Đây là CPU tiết kiệm năng lượng
thường có xung nhip (Tốc độ
GHz) thấp, thường được sử dụng
trên các sản phẩm chú trọng đến
việc tiết kiệm năng lượng.

M (Chip M)

Đây là CPU dành cho các Laptop
thông thường có xung nhip cao
và mạnh mẽ. Thường được sử
dụng trong các Laptop chơi game
hoặc sử dụng đồ họa nặng.

Chú ý : Mỗi một thế hệ vi xử lý lại có dòng chip khác nhau.
9


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

Ví dụ: CPU Core i (Thế hệ 2) tên gọi sẽ có dạng: Intel Core i5 - 2820U…

Tên bộ xử lý

Thương
Tên dòng Số thứ tự SKU
hiệu (Intel CPU
thế hệ (Thế
Core)
hệ 1 không
có kí tự
này)

Intel Core i5 - Intel Core
2820U

I5

2

820

Ký tự
đặc
điểm
sản
phẩm.
U

PHẦN II: THẾ HỆ ĐẦU – VI KIẾN TRÚC NEHALEM
1. Khái quát chung.
Với việc phát hành của vi kiến trúc Nehalem trong tháng 11 năm 2008, intel giới thiệu

một cái tên mới cho bộ vi sử lý Core i. Có 3 biến thể, Core i3, Core i5 và Core i7,
nhưng cách gọi tên không còn mang các đặc trưng kỹ thuật như số lượng lõi..v..v Thay
vào đó , các thương hiệu được phân chia từ cấp thấp (i3), tầm trung (i5), cao cấp (i7),
tương ứng với ba, bốn và năm sao trong đánh giá của inter từ các entry –lever Celeron
(1 sao) và bộ xử lý Pentium (2 sao).
2. Đặc trưng công nghệ chung.
Đặc điểm chung của các bộ vi xử lý Nehalem bao gồm một tích hợp RAM DDR3 cũng
như QuickPath Interconnect (điểm xử lý kết nối) hoặc PCI Express (hệ thống Bus tốc
độ cao) và Direct Media Interface (giao diện truyền thông trực tiếp) trên bộ xử lý thay
thế cho Front Side Bus (sử dụng trong tất cả các bộ vi xử lý lõi trước đó). Tất cả các
bộ xử lý có 256 KB bộ nhớ cache L2 / lõi, cộng với 12MB phân chia cho bộ nhớ cache
L3. Bởi vì kết nối I/O, chipset và bo mạch từ các thế hệ trước đó không còn sử dụng
được với bộ vi xử lý Nehalem-Based
Dùng socket (cổng kết nối) LGA 1156 và một vài model dùng socket 1366.
Được phát triển bởi Intel và dự kiến sẽ là kiến trúc tiếp nối Nehalem. Được thiết kế
dựa trên quy trình công nghệ 32nm từ Westmere (tên cũ là Nehalem-C).
4. Đặc trưng công nghệ chi tiết.
a. Intel Core i3.
Intel Core i3 là dòng vi xử lý cấp thấp mới của dòng vi xử lý hiệu xuất từ Intel, thay
thế cho thương hiệu Core 2. Các vi xử lý Core i3 đầu tiên được ra mắt vào ngày 07
tháng 1 năm 2010. Core i3 đầu tiên là Clarkdale-based, với tích hợp GPU và hai lõi.
Các bộ vi xử lý tương tự cũng có sẵn như là Core i5 và pentium, với cấu hình có chút
khác nhau.
Các vi xử Core i3-3xxM dựa trên Arrandale,
10


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

Phiên bản di động của bộ vi xử lý máy tính để bàn Clarkdale. Chúng tương tự như
Core i5 -4xx nhưng chạy ở tốc độ xung nhịp thấp hơn và không có Turbo Boost. theo
như Intel FAQ, họ không hỗ trợ bộ nhớ Error Conrrection Code (ECC).
b. Intel Core i5.
Core i5 sử dụng vi kiến trúc được giới thiệu vào ngày 08 tháng 09 năm 2009, như một
biến thể chính của Core i7 trước đó, lõi Lynnfield. Lynnfield Core i5 có 8MB bộ nhớ
cache L3, Bus DMI chạy ở 2,5 GT/s và hỗ trợ dual-channel DDR3-800/ 1066 / bộ nhớ
1333 và đã vô hiệu hóa Hyper-Threading. Core i5 có thêm một tính năng Turbo Boost
Technology giúp tăng tốc tối đa cho các ứng dụng, tự động tăng hiệu cho phù hợp với
khối lượng công việc.
Bộ vi xử lý dành cho di động Core i5-5xx được đặt tên Arrandale và dựa trên 32 nm
Westmere thu nhỏ của vi kiến trúc Nehalem. Bộ vi xử lý Arrandale đã tích hợp khả
năng đồ họa nhưng chỉ có hai nhân xử lý. Nó được phát hành vào tháng 1 năm 2010,
cùng với core i7-6xx và core i3-3xx dựa trên cùng một chip. Các bộ nhớ cache L3
trong core i5-5xx được giảm xuống còn 3 MB, trong khi Core i5-6xx sử dụng bộ nhớ
cache đầy đủ và core i3-3xx không hỗ trợ Turbo boost.
c. Intel Core i7.
Inter Core i7 với vi xử lý Nehalem-based Bloomfield được giới thiệu cuối năm 2008.
Trong năm 2009 mô hình Core i7 mới dựa trên Lynnffield cho máy tính để bàn và
Clarksfield quad-core cho điện thoại di động được thêm vào. Và các mô hình dựa trên
Arrandale lõi kép được thêm vào tháng giêng năm 2010
PHẦN III: THẾ HỆ HAI - SANDY BRIDGE
Sandy Bridge là người kế nhiệm kiến trúc Nehalem. Kiến trúc Sandy Bridge vẫn tiếp
tục sử dụng quy trình 32 nm nhưng so với Nehalem GPU (nhân xử lý đồ họa) với CPU
(bộ vi xử lý trung tâm) đã cùng được sản xuất trên quy trình 32 nm và cùng năm nằm
trên một đế. Thiết kế này giúp giảm diện tích và tăng khả năng tiết kiệm điện nhờ CPU
và GPU sẽ sử dụng chung bộ nhớ đệm.
1. Khái quát chung.
"Sandy Bridge" - người kế nhiệm kiến trúc Nehalem "nổi đình đám" trong năm

2008. tháng 1-2011, Intell đã giới thiệu CPU Intel Core thế hệ thứ 2 với tên mã Sandy
Bridge. Gồm ba họ Core i3, i5, i7.
Dòng Sandy Bridge sẽ bao gồm 29 vi xử lý mới và là chip đầu tiên của Intel
được tích hợp bộ điều khiển bộ nhớ và đồ họa trên cùng một khuôn vi xử lý. Chip
Sandy Bridge sẽ tạo ra ít nhiệt hơn trong khi vẫn đẩy mạnh năng lực xử lý và thêm vào
đó, việc cải tiến năng lực đồ họa với các lõi xử lý HD 2000 và 3000 sẽ tăng hiệu suất
đồ họa lên 200% so với dòng GMA 4500 hiện có.
• Intel Quick Sync Video: Intel cho biết các video sẽ được chuyển mã nhanh hơn với
tính năng Quick Sync tích hợp. Quick Sync sẽ thực hiện việc mã hóa trong phần cứng
theo đó tốc độ sẽ nhanh hơn gấp 17 lần so với các thế hệ trước với chip đồ họa tích
11


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

hợp. Intel hiện đang hợp tác với các công ty phần mềm như CyberLink, Corel và
ArcSoft để kích hoạt khả năng chuyển đổi tiêu chuẩn video nén H.264 và MPEG-2 với
sự hỗ trợ của phần cứng.
• Intel InTru 3D/Clear Video HD: Chơi video 3D Blu-ray qua kết nối HDMI 1.4? Đây
không phải là một vấn đề quá khó khăn với thế hệ chip Intel's Core. Tuy nhiên, điều
này không có nghĩa Intel sẽ mang công nghệ 3D đến laptop hay desktop của bạn
nhưng công ty cho biết bạn có thể phát các nội dung 3D và HD trên TV thông qua
HDMI. WiDi 2.0 - công nghệ hiển thị không dây (Wireless Display) 2.0 trước đây vẫn
chưa hỗ trợ video chuẩn 1080p. Tuy nhiên, cuối cùng Intel cũng đã cho phép truyền
các video với đội phân giải full HD với thế hệ chip Sandy Bride.
Sandy Bridge là vi kiến trúc mới đầu tiên của Intel sử dụng công nghệ xử lý
32nm với transistor cổng kim loại Hi-K thế hệ 2, mang lại hiệu suất hoạt động cao
đồng thời tiêu thụ điện năng thấp hơn.

Những khác biệt của Intel Core thế hệ thứ 2 là:
Cấu trúc hoàn toàn tương tự như là Core i3, Core i5 (Clarkdale - Lynnfield) hay Core
i7 (Lynnfield) nền tảng 1156 của Intel. Sandy Bridge có các đặc điểm nổi bật:
Đáng chú ý là:
- Nhân đồ hoạ tích hợp bên trong cũng sử dụng công nghệ 32nm là một bước tiến khi
so với các BXL Clarkdale vốn có nhân đồ hoạ dựa trên công nghệ 45nm.
- Tích hợp Memory Controller
- Công nghệ Turbo Boost thế hệ 2 đem đến những cú boost linh hoạt hơn.
- Bộ nhớ kênh đôi DDR3-1333 gồm 2 kênh mỗi kênh 2 thanh ram cùng hoạt động.
- Điểm nhấn là tích hợp đồ hoạ trong CPU. Hiệu năng đã có sự cải thiện ấn tượng so
với lần tích hợp đầu tiên trong Clarkdale.
- Hỗ trợ mã hoá Advanced Encryption Standard (AES) từ phần cứng giúp các bạn giải
mã và mã hoá dữ liệu nhanh nhất có thể.
- Intel® Quick Sync Video Technology mang lại khả năng chuyển đổi định dạng Video
cho các thiết bị cầm tay và chia sẽ qua mạng nhanh nhất.Socket mà các BXL Sandy
Bridge trên desktop sử dụng chính là LGA1155. Đây là mức tiêu thụ điện năng khá
thấp khi mà các mức tiêu thụ điện cho các BXL là 95W/65W/45W/35W.
2. Chi tiết về bộ vi xử lý Sandy Bridge
a. Đồ họa và video.
-Đồ họa:
Đối với thế hệ Core i3, i5 và i7 trước đây, chip đồ họa cũng được tích hợp trong
CPU, nhưng lại nằm riêng rẽ trên một đế silicon khác so với các nhân xử lý. Kết
quả là: hình ảnh video tại độ phân giải cao thì bị giật, còn khả năng chơi game thì chưa
thực sự tốt.
CPU thế hệ Westmere với chip đồ họa (GPU) được tích hợp vào die chung với nhân
xử lý (Core i Socket LGA1156). Trên die có 2 con chip. Chip lớn là bộ điều khiển
bộ nhớ và đồ họa tích hợp, vẫn dùng công nghệ 45nm. Chip nhỏ là nhân xử lý 32nm.
12

Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

CPU thế hệ Sandy Bridge với GPU được tích hợp luôn vào nhân xử lý nên trên die
chỉ còn 1 con chip.
Tiến lên Sandy Bridge, Intel kết hợp bộ xử lý đồ họa trên cùng đế với nhân xử lý. GPU
(nhân đồ họa) giờ kết nối trực tiếp với bộ xử lý bằng cấu trúc kiểm soát bộ nhớ ring
bus tốc độ cao và được chia sẻ L3 Cache từ các nhân xử lý. GPU giờ đây thậm chí còn
tương thích thư viện đồ họa DirectX 10.1, và đương nhiên là nhanh hơn “on-bo” (GPU
onboard) cũ nhiều. Không chỉ vậy, nhân đồ họa còn “hưởng sái” cả công nghệ Turbo
Boost, cung cấp thêm một chút hiệu năng ngay khi cần thiết.
Tất cả phiên bản dành cho laptop sẽ được trang bị đồ họa tích hợp sở hữu đầy đủ 12
Execution Units (EU – tức khối thực thi, nơi xảy ra quá trình xử lý dữ liệu), trong khi
một vài phiên bản cho máy tính để bàn sử dụng bản cắt giảm chỉ có 6 khối thực thi,
số còn lại sử dụng bản đầy đủ 12 khối.
Cải tiến trong GPU cũng sẽ có tác dụng trên các trình duyệt như Firefox (từ bản 4-7)
và Internet Explorer 10, Google Chrome,v.v… trình diễn Web cực “mướt” và các
hiệu ứng bắt mắt.
- Video: Khả năng xử lý video có thể coi là điểm nhấn đáng kể nhất. Intel còn đầu
tư thêm vào năng lực mã hóa/giải mã video trên IGP của mình. Đó chính là Intel Quick
Sync Video, Intel Clear Video HD, Stereoscopic 3D, Intel HD Graphic, Intel Advanced
Vector Extensions. Chức năng cụ thể:
- Intel Quick Sync Video mang lại khả năng chuyển đổi định dạng Video cho các thiết
bị cầm tay và chia sẽ qua mạng nhanh nhất.
- Stereoscopic 3D: Hỗ trợ toàn điện khả năng phát 3D từ blueray với độ phân giải
1080p qua HDMI 1.4.
- Intel Clear Video HD: Mang đến khả năng phát Video với chất lượng hình ảnh, màu
sắc xuất sắc nhất. Ngay cả khi lướt web bạn cũng sẽ được tận hưởng công nghệ này.
- Intel HD Graphic với sự cải thiện đáng kể giúp bạn có thể chơi được một lượng

game kha khá.
- Intel Advanced Vector Extensions: mang đến khả năng tính toán số thực (floating
point) tốt hơn cho các ứng dụng multimedia, khoa học và tài chính
b. Turbo Boost
Nếu như công nghệ Turbo Boost xuất hiện trên kiến trúc Nahalem vào năm 2008
đã là một sự đột phá lớn, thì lên đến Sandy Bridge, nó còn được cải tiến hơn nữa. Lấy
ví dụ đối với bộ xử lý Core i7 đời cũ: khi chỉ có 2 nhân hoạt động, cơ chế Turbo Boost
sẽ tự động tăng xung cho 2 nhân đó, và tắt 2 nhân còn lại để giữ điện năng tiêu
thụ trong mức cho phép, trong trường hợp chỉ có 1 nhân hoạt động, mức xung còn có
thể được đẩy lên cao nữa; khi cả 4 nhân cùng hoạt động, xung nhịp được trả về mặc
định ban đầu của nhà sản xuất định ra. Giờ thì, nếu điều kiện cho phép, xung nhịp vẫn
có thể được boost lên kể cả tất cả các nhân đều đang làm việc.

PHẦN IV:THẾ HỆ THỨ 3 – IVY BRIDGE.
13


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

So với 2 thế hệ trươc thế hệ thứ 3 Ivy Bridge giúp thiết bị trở nên mạnh mẽ và tiết
kiêm năng lượng được hiệu quả hơn. Với 7 công nghệ nổi bật.
1. Khái quát chung.
So với Sandy Bridge, Ivy Bridge của Intel đã sử dụng quy trình sản xuất mới 22 nm
và sử dụng công nghệ bóng bán dẫn 3D Tri-Gate. Quy trình sản xuất mới giúp giảm
diện tích đế mà vẫn tăng đáng kể số lượng bóng bán dẫn trên CPU.
Ivy Bridge còn tích hợp sẵn chip đồ họa hỗ trợ DirectX 11 như HD 4000, có khả năng
phát video siêu phân giải và xử lý các nội dung 3D.
2. Chi tiết về bộ vi xử lý Ivy Bridge.

a. Công nghệ bóng bán dẫn 3D Tri-Gate
Ivy Bridge của Intel sử dụng công nghệ bóng bán dẫn 3D Tri-Gate theo quy trình
công nghệ 22nm.
Khoảng năm 2002, Intel bắt đầu đặt nền móng đầu tiên cho quá trình nghiên cứu nội
bộ một thế hệ vi xử lý mới, với cái tên P1270. Những cải tiến đáng giá được tìm thấy ở
cấp độ bóng bán dẫn. Lần đầu tiên, Intel sử dụng công nghệ Tri-Gate transitors - cấu
trúc ba chiều. So với một bóng bán dẫn phẳng thông thường, Loại bóng bán dẫn mới
này bổ sung được bổ xung một cổng, tăng lưu lượng truyền tải thực tế.. Điều này giúp
giảm thiểu tối đa năng lượng rò rỉ, giảm công suất tiêu thụ điện và quan trọng hơn là
vẫn giúp Intel theo đuổi định luật Moore. Lợi ích của bóng bán dẫn 3 cổng mới của
Intel đó là giảm lượng điện thất thoát gần như xuống bằng 0 khi cổng hoạt động
(đóng/mở) với tốc độ hơn 100 tỉ lần mỗi giây. Tùy thuộc vào từng ứng dụng nó sẽ tự
động hiệu chỉnh tăng cường hoặc giảm lượng điện năng tiêu thụ để đem lại hiệu suất
tối ưu cho hệ thống, nhất là các hệ thống di động.
Một yếu tố cực kỳ quan trọng đảm bảo cho hệ thống ổn định khi diện tích các với TriGate chỉ làm chi phí sản xuất tăng khoảng 2-3%.bóng bán dẫn bị thu hẹp đó là sự gia
tăng về mật độ thành phần. Trong khi một con chip lõi tứ của Sandy Bridge có khoảng
1,16 tỷ bóng bán dẫn trên một diện tích khoảng 212 mm 2, Ivy Bridge có thể chứa tới
1,4 tỷ bóng bán dẫn trên diện tích chỉ 160 mm 2- tăng khoảng 60% mỗi mm2. Thậm chí
mật độ này có thể tăng gấp đôi trong một số khu vực nhất định của CPU.
b. Kiến trúc chip
Giống như Sandy Bridge, Ivy Bridge có tối đa 4 lõi xử lý, được hợp nhất với một con
chip xử lý đồ hoạ, bộ nhớ 8 MB L3 cache, và tích hợp các hệ thống kết nối khác (ví dụ
như các cổng kết nối màn hình, DMI, các thiết bị vào ra I/O). Vòng bus 256-bit có
nhiệm vụ kết nối tất cả các thành phần với nhau. Tổng quan về các thông số kỹ thuật
quan trọng nhất:
• Xử lý Tri-Gate 22-nanometer
2
• 1,4 tỷ bóng bán dẫn , Mật độ 160 mm
• 32 + 32 KB L1 cache cho xử lý dữ liệu và kết nối (mỗi lõi)
• 256 Kbyte L2 cache (mỗi lõi)

14


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I
•
•
•
•
•
•

Lớp: KHMT4-K10

8 MB L3 cache (sử dụng cho các lõi và GPU)
Bộ xử lý đồ hoạ Intel HD 4000 (GT2, DirectX 11, 16 EUs)
DDR3 (L) điều khiển bộ nhớ lên đến 800 MHz (PC3-12800)
PCIe 3.0 với 16 luồng dữ lieuej
Hỗ trợ MMX, SSE, (1, 2, 3, 3S, 4.1, 4.2), AVX, AES-NI
Điện năng tiêu thụ 35, 45 hoặc 55 watt.
c. Bộ vi xử lý
Tiến trình mới cho phép tăng chỉ 4-6% năng lực xử lý khi xét trên 2 CPU xử lý của Ivy
Bridge về cơ bản dựa trên người tiền nhiệm Sandy Bridge, do đó nó bao gồm các tính
năng đã được biết đến như Hyper Threading và Turbo Boost 2.0. tuy nhiên, ở Ivy
Bridge, Intel đã tối ưu hoá các công nghệ này, kết quả là tăng khoảng 5% cho IPC.
Ivy và Sandy cùng xung nhịp và cùng dòng sản phẩm (clock to clock). Thật sự thì mức
tăng này là rất nhỏ nhưng Intel cũng phải thực hiện rất khá nhiều thay đổi trong kiến
trúc để đạt con số đó. Hơn nữa, do Ivy có xung nhịp cao hơn mà hiệu năng tổng thể
của CPU tăng lên khoảng 10%.
Một thay đổi đáng giá khác liên quan đến đơn vị phân chia (có tác dụng làm tăng
thông lượng), các tập lệnh AVX và SSE được tăng cường nhờ việc bổ xung 6 thanh ghi

chia và tải dữ liệu. Intel cũng đã sửa đổi các dữ liệu trong bộ nhớ cache được điều
chỉnh tự động và ưu tiên cho các ứng dụng cần băng thông lớn, khai thác bộ nhớ cache
hiệu quả hơn, đặc biệt là trong các nhiệm vụ đa luồng.
Lần đầu tiên, Intel sử dụng thuật toán điền số ngẫu nhiên (Digital Random Number
Generator, DRNG) cho phép tăng cường hiệu suất tính toán và xử lý các thuật toán mã
hoá lên tới 2-3Gbit/s.
Với những công nghệ bảo mật hiện có, chẳng hạn như NX- bit, còn được gọi là cơ chế
giám sát các tiến trình mở rộng (Supervisor Mode Execution Protection - SMEP) , bảo
vệ các khu vực quan trọng của hệ thống, chống lại các phần mềm độc hại với những
cờ đặc biệt.
d. Bộ xử lý đồ hoạ
Có rất nhiều sự thay đổi thú vị cho GPU ở Ivy Bridge, điều mà có lẽ là lý do quan
trọng nhất để Intel trao tặng dạnh hiệu “Tick +” cho Ivy Bridge.
Một trong những sáng kiến quan trọng nhất là có thể nhìn thấy đó là việc hỗ trợ
DirectX 11, Shader Model 5.0 (Sandy Bridge: DirectX 10.1 / SM 4.1), bên cạnh đó là
việc hỗ trợ OpenGL 3.1 và OpenCL 1,1. Trước kia, chip đồ họa của Intel thường chậm
hơn 1 thế hệ so với CPU (CPU tiến trình 32nm thì GPU mới chỉ 45nm). Sandy Bridge
đã hợp nhất 2 con chip này trên một đế, chế tạo chung ở tiến trình 32nm và giờ đây
Ivy Bridge tiếp tục làm điều đó ở tiến trình 22nm, Tuy vậy, có vẻ như lần này Intel
cũng quyết tâm đầu tư khá nhiều vào GPU, nâng số EU (execution units) từ 12 lên 16 để
nâng cao hiệu năng xử lý. Do vậy, có thể kích thước đế Ivy cũng sẽ không thay đổi
15


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

nhiều vì CPU nhỏ hơn như GPU lại to hơn. Với 16 EU, Ivy đã có thể hỗ trợ 3 màn hình
thay vì chỉ tối đa 2 màn hình như trước đây, và độ phân giải tối đa hỗ trợ lên tới 4K.

3D là những gì mà Ivy chứng tỏ chúng mạnh mẽ hơn Sandy..
Nói gì thì nói, chúng ta cần 1 con số để biết Ivy mạnh hơn Sandy thế nào. Mỗi 1 EU
trên Ivy mạnh gần gấp đôi 1 EU trên Sandy, tức là năng lực xử lý GFLOPS sẽ tăng gần
gấp đôi trên mỗi EU. Tính trung bình thì GPU của Ivy mạnh hơn Sandy khoảng 60%
xét về tổng thể, một số thử nghiệm đổ bóng kết hợp của CPU và GPU thì nó còn mạnh
hơn khoảng 32 lần!
e. Các hệ thống kết nối
Bên cạnh những cải tiến về bộ vi xử lý, bộ xử lý đồ hoạ, các bộ nhớ Cache, các hệ
thống kết nối cũng chiếm một vai trò khá quan trọng trong cuộc cách mạng mang tên
Ivy Bridge.
Bộ nhớ cũng được hỗ trợ lên mức DDR3 1600MHz (800 MHz I / O) - tăng từ
1333MHz trên Sandy Bridge. Bên cạnh đó, nó cũng hỗ trợ công nghệ DDR3L-DIMM
chỉ tiêu tốn 1,35 volt, trong khi chuẩn DDR3 tiêu tốn khoảng 1,5 volt. Việc tiêu thụ
điện năng thấp hơn có tầm quan trọng cực lớn đối với các thiết bị di động, ví dụ như
ultrabooks. Một điểm mới nữa đó là việc hỗ trợ cơ chế tự điều khiển luồng điện vào ra,
giúp gia tăng thời lượng pin cho máy, khiến lượng điện tiêu thụ trong lúc nhàn rỗi chỉ
dừng lại ở mức 100mW.
Trái ngược với nhiều người mong đợi, bộ điều khiển màn hình và giải mã video Quick
Sync không nằm trên GPU, mà nằm trên các hệ thống kết nối. Trong khi Sandy Bridge
chỉ có thể xuất dữ liệu ra 2 màn hình với độ phân giải tối đa là 2560 x 1600 pixels thì
bây giờ lên đến 3 màn hình và độ phân giải 4K (thông qua HDMI 1.4a hoặc
DisplayPort 1.1). Các bộ xử lý, giải mã video cũng được cải tiến, mang tới tốc độ xử
lý nhanh hơn nhiều so với Sandy Bridge. Intel Wireless Display (WiDi) 3.0 giờ đây
cũng truyền tải video 1080p với tốc độ 60 fps.
f. Chipset
Khoảng hai tuần trước khi tung ra Ivy Bridge, Intel đã công bố chipset mới - Series 7
với 5 cải tiến đáng giá cho các thiết bị máy tính xách tay. Phiên bản thứ 6 – QS76 là
một cái tiến cực kỳ quan trọng đối với các ultrabooks so với chipset QM77 trước đó.
Intel cho biết Ivy Bridge sẽ tương thích ngược với các mainboard LGA-1155. Tuy vậy,
họ cũng sẽ ra mắt những chipset mới tối ưu cho Ivy và chắc chắn dòng chipset này sẽ

hỗ trợ nhưng tính năng mới như PCI Express 3.0, USB 3.0.... Chipset mới của Ivy
Bridge hỗ trợ 4 cổng USB 3.0 trực tiếp trên bo mạch chủ và có thể mở rộng để hỗ trợ
nhiều cổng kết nối khác nữa. Không có nhiều cải tiến cho chuẩn kết nối SATA III.
nhiên, chipset cho Ivy sẽ thuộc dòng 7-series do dòng 6 là của Sandy rồi, hiện tại thì
các mẫu Z77, Z75, H77, Q77, W75 và B75 đã được Intel xác nhận.

16


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

g. Công suất tiêu thụ
Nếu muốn tìm 1 con chip tiết kiệm điện thì Ivy Bridge chính là dòng chip mà bạn nên
chờ đợi. Như đã nói ở trên, cùng mức xung nhịp xử lý thì Ivy Bridge mạnh hơn Sandy
khoảng 4-6% đồng thời chỉ sử dụng khoảng 75-80% lượng năng lượng mà Sandy tiêu
thụ. Tuy vậy, đây vẫn chưa phải là phần thú vị nhất về khả năng tiêu thụ điện năng của
Ivy, bên cạnh việc tối ưu hóa hơn các giải pháp đã xuất hiện trên Sandy như System
Agent Voltages hay Power Aware Interrupt Routing, Intel đưa ra 1 giải pháp mới là
TDP có thể cấu hình (Configurable TDP-cTDP)
Đây là một bước tiến mới của Intel nhằm giúp các nhà sản xuất giới thiệu nhiều giải
pháp linh hoạt hơn cho khách hàng. Tất cả các bộ xử lý hiện tại đều đòi hỏi phải sử
dụng các hệ thống tản nhiệt khác nhau để làm mát nó và người ta đo nó bằng TDP
(thermal design point). Hệ thống nào có TDP cao hơn thì sẽ đòi hỏi tản nhiệt tốt hơn,
TDP thấp thì tỏa nhiệt ít hơn. Trước đây, Intel đã tận dụng TDP cao trong thời gian
ngắn nhằm kích hoạt tính năng Turbo Boost nhưng hiện tại thì cTDP là một giải pháp
xuất sắc hơn nữa.

PHẦN V: THẾ HỆ THỨ 4-HASWELL

1. Khái quát chung.

Chip haswell phát hành đầu tháng 6 năm 2013, với cải tiến đáng kể về thời lượng pin
so với thế hệ trước đó (Ivy Brydge). Intel Core i thế hệ 4 tiêu thụ ít điện năng hơn tới
20 lần so với Sandy Bridge ở chế độ chờ trong khi hiệu năng đồ họa cũng tăng đáng
kể.
2. Chi tiết về bộ vi xử lý Haswell.
a. Đặc trưng công nghệ .
Dòng vi xử lý mới của Intel dựa trên nền tảng mang tên Haswell. Đây là dòng chip
Core i thế hệ thứ 4 của hãng và vẫn sử dụng quy trình sản xuất 22 nm cùng bóng bán
dẫn 3D giống dòng Ivy Bridge. Đáng chú ý khi những nâng cấp chủ yếu hỗ trợ cho các
dòng máy tính siêu di động bởi liên quan nhiều đến thời lượng sử dụng pin cũng như
hiệu năng đồ họa cho chip tích hợp.
b. Thời lượng sử dụng pin.
Nếu Intel Core i thế hệ thứ 3 Ivy Bridge cải thiện thời gian sử dụng pin chỉ tốt hơn
20% so với Core i thế hệ 2 Sandy Bridge thì chip Haswell tốt hơn tới 20 lần so với
chip Sandy Bridge ở chế độ chờ. Thời gian xem video chuẩn HD cũng cao hơn 3 giờ
so với dòng chip cũ. Thử nghiệm này tiến hành trên hai vi xử lý là Core i7-4650U thế
hệ 4 và Core i7-3667U thế hệ 3.

17


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

Nhà sản xuất cũng cho biết khi máy tính ở trạng thái "ngủ", lượng pin tiêu thụ chỉ còn
bằng một nửa so với thế hệ trước. Điều này đồng nghĩa với việc người dùng có thể gập
máy tính và máy vẫn lưu trạng thái nghỉ trong tới 10 ngày khi gắn kèm pin dung lượng

50 Wh thường thấy trên ultrabook.
Intel cũng sử dụng quy trình sản xuất 22 nm cùng bóng bán dẫn 3D giống dòng Ivy
Bridge cho thế hệ Haswell. Tuy nhiên, các kỹ sư đã tích hợp hệ thống quản lý điện
năng với một loạt các điều chỉnh điện áp vào một bộ điều khiển duy nhất. Điều này
giúp đoạn đường nối điện áp ngắn và nhanh hơn cho phép các chip làm việc hiệu quả
khi cần thiết và tự hạ nhiệt khi không dùng. Các máy tính xách tay nhờ vậy cũng hoạt
động lại từ chế độ nghỉ nhanh hơn.
c. Khả năng đồ họa.
Không chỉ tiết kiệm pin hơn, ưu điểm lớn tiếp theo của Haswell chính là khả năng đồ
họa. Đi kèm với dòng chip xử lý mới, Intel cũng đưa vào dòng chip đồ họa với những
cải thiện rõ rệt cũng như tiêu thụ mức điện năn chỉ là 15 W trên các mẫu ultrabook sử
dụng (chip Intel HD Graphics 5000).
Trong khi đó, các chip cao cấp Core i7-4558U tiêu thụ điện năng 28W sẽ đi kèm chip
đồ họa Iris mới. Hỗ trợ một số game "nặng" ở cài đặt trung bình như 37 khung hình
mỗi giây khi chơi trò Tomb Raider ở độ phân giải 1.366 x 768 pixel, 60 khung hình
mỗi giây với Call of Duty: Modern Warfare 3 ở độ phân giải Full HD.
Intel cũng giới thiệu dòng chip hiệu năng cao là H Series với mức tiêu thụ điện năng
47W đi kèm chip đồ họa Iris Pro. Khi đó, hiệu năng đồ họa có thể so sánh với một số
dòng card đồ họa rời như Nvidia GT 650.
Ngoài chơi game, chip đồ họa tích hợp mới của Intel sẽ nhanh hơn ở khả năng mã hóa
và giải mã âm thanh cũng như hình ảnh.
• Ở thế hệ thứ 4 này Intel không đề cập nhiều về cải tiến hiệu năng hoạt động. Ngoài ra
các laptop trang bị vi xử lý mới sẽ có màn hình cảm ứng và công nghệ hiển thị không
dây WiDi của Intel.
18


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

PHẦN VI: THẾ HỆ THỨ 5 – BROADWELL
1. Khái quát chung.

Intel đã bắt đầu giới thiệu nền tảng Intel Core I từ năm 2010 với 3 dòng sản phẩm
Core i3/i5/i7 có tên mã Westmere trên công nghệ sản xuất 32nm. Thế hệ Core I thứ 2
có tên mã Sandy Bridge ra đời năm 2011 cũng với công nghệ 32nm. Sang năm 2012,
với tên mã Ivy Bridge, thế hệ Intel Core I thứ 3 được sản xuất với công nghệ 22nm.
Intel Core I thế hệ thứ 4 với tên mã Haswell ra đời năm 2013 cũng với công nghệ sản
xuất 22nm.
Thế hệ thứ 5 của dòng họ CPU Intel Core I với vi kiến trúc Broadwell và công nghệ
sản xuất 14nm đã được Intel chính thức giới thiệu ngày 5-1-2015 nhân Hội chợ Triển
lãm CES Las Vegas 2015. Đây là dòng CPU công nghệ 14nm đầu tiên cho nền tảng
máy tính PC, tiếp sau CPU Core M 14nm cho thiết bị di động 2-in-1 ra mắt ngày 5-92014 tại Hội chợ Triển lãm IFA 2014 ở Đức. Mã số thương mại của thế hệ CPU Intel
Core I mới này là 5xxx (thay vì 4xxx của thế hệ Core I thứ 4 Haswell).
2. Chi tiết về bộ vi xử lý Broadwell
Broadwell chính là phiên bản thu nhỏ của Haswell, nói là phiên bản thu nhỏ nhưng
đây không phải là kích thước vật lý của con chip mà là sự thu nhỏ của các bóng bán
dẫn tạo nên bộ não CPU. Kích thước đế CPU thu nhỏ đi 37%, trong khi số bóng bán
dẫn thì tăng 35% do sử dụng quy trình sản xuất nhỏ hơn, cụ thể: CPU Intel Core I thế
hệ 5 sử dụng công nghệ 14nm có diện tích die chỉ 82mm 2 nhưng chứa tới 1,3 tỷ
transistor, nhiều hơn 35% về số lượng transistor và nhỏ hơn 37% về kích thước die so
với Intel Core I thế hệ 4 công nghệ 22nm (Core thế hệ 4 có diện tích die 131mm vuông
với 960 triệu transistor).
Broadwell tương thích ngược với một số chip set Intel 8-series và hỗ trợ thế hệ chipset
Intel 9-series. Điểm mới trên thế hệ Broadwell đáng chú ý là phần cứng giải mã video
Intel Quick Sync hỗ trợ mã hóa và giải mã VP8.
Các CPU thuộc dòng Core I của Intel không chỉ là vi xử lý đơn thuần mà bên trong nó
còn đi kèm một bộ xử lý đồ họa nữa. Đây gọi là bộ xử lý đồ họa tích hợp (để phân biệt
với GPU rời bên ngoài). Từ những CPU Core i3 dòng thấp cho đến Core i7 mạnh mẽ

đều có GPU tích hợp, có điều hiệu năng của chúng sẽ khác nhau. Với laptop, các chip
Broadwell được kì vọng sẽ dùng những loại GPU sau: Intel HD Graphics, Intel HD
5500, HD 6000 và Iris HD 6100. Trước đây, Intel từng nói những GPU này sẽ có cùng
kiến trúc nhân như các bộ xử lý đồ họa tích hợp trong Haswell, tuy nhiên chúng sở
hữu nhiều đơn vị xử lý hơn (tăng thêm khoảng 20% tính về mặt số lượng). Nói cách
khác, hiệu năng đồ họa của Broadwell sẽ tăng lên và chúng hoàn toàn có thể thay thế
cho các GPU rời thuộc tầm thấp. Thậm chí một vài mẫu laptop dùng HD Graphics
5500, 6000 và 6100 còn có thể xuất hình ảnh và video ra màn hình 4K rời một cách dễ
dàng. Ngoài ra, Intel còn một dòng GPU nữa là Iris Pro HD 6200-mạnh nhất trong số
các bộ xử lý đồ họa tích hợp của công ty.
19


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

-

-

-

-

Lớp: KHMT4-K10

Trong đợt đầu ra mắt, Intel chỉ tung ra các con chip Core i3, i5 và i7 Broadwell với hai
nhân mà thôi, chủ yếu thuộc dòng U và Y (Core m). Dòng CPU bốn nhân là
Broadwell-H thì đến giữa và cuối năm 2015 mới bắt đầu được giao hàng đến cho các
công ty sản xuất máy tính. Như đã nói ở trên, Broadwell-H có tích hợp GPU Iris Pro
HD 6200 mạnh mẽ. Đây cũng là những CPU mạnh nhất mà Intel từng cung cấp cho

laptop.
Nhờ công nghệ bán dẫn 14nm và các cải tiến về mặt kiến trúc mà các con chip
Broadwell sẽ tiêu thụ ít điện hơn, tỏa ra ít nhiệt lượng hơn, đồng nghĩa với việc thiết bị
di động sẽ ít phải tản nhiệt hơn. Tất cả những yếu tố này sẽ giúp các laptop, tablet,
máy 2 trong 1 dùng Broadwell có thời gian xài pin lâu hơn.
Tuy nhiên, nếu chỉ sử dụng các phần mềm đơn giản như Word, Excel, các loại trình
duyệt, ứng dụng cơ bản thì sự khác biệt về hiệu năng của Broadwell với Haswell sẽ
không nhiều.
Broadwell còn hỗ trợ nhiều tính năng thú vị khác: Khi nhắc đến CPU, chúng ta thường
hay nghĩ đến hiệu năng, pin như thế nào, cấu hình ra sao, nhân và tốc độ có gì mới.
Nhưng với các con chip đời mới thì chúng ta cũng cần biết xem chúng hỗ trợ những
tính năng bổ sung nào. Ở Broadwell, Intel nhấn mạnh đến các khả năng sau:
Hỗ trợ công nghệ Intel RealSense: các máy tính sẽ được trang bị một hệ thống 3
camera, gồm có 1 camera hồng ngoại, 1 camera RGB bình thường và một bộ phát
laser hồng ngoại. Hệ thống này sẽ theo dõi cử chỉ tay của bạn để giúp tương tác với
máy tính mà không cần chạm vào chuột hay bàn phím. Ngoài ra nó còn có thể nhận ra
độ sâu của hình ảnh, khoảng cách giữa các đối tượng, thậm chí còn cho phép scan
các vật thể 3D và in mô hình 3D ra nữa.
Không cần nhớ password: Bằng cách phối hợp với các phần mềm bảo mật như giải
pháp từ McAfee, CPU Broadwell sẽ hỗ trợ tốt hơn việc đăng nhập thông qua các cảm
biến sinh trắc học (cảm biến vân tay là ví dụ dễ thấy nhất). Khi đó bạn không cần nhớ
password của mình nữa. Tất nhiên, một tương lai không có mật khẩu vẫn còn rất xa.
Công nghệ Voice Assistant: trước đây các CPU của Intel đã hỗ trợ tính năng nhận
dạng giọng nói, giờ đây Broadwell làm cho nó trở nên hoàn thiện hơn. Intel cho biết
Broadwell đủ mạnh để phân tích và biến giọng nói của bạn thành văn bản, hoặc
chuyển giọng nói thành các lệnh điều khiển PC như tìm kiếm trên web, mở một ứng
dụng nào đó, chơi một bài nhạc, bắt đầu phát một đoạn video... Đặc biệt, nó cho phép
sử dụng cả khi bạn đang online hoặc offline. Tất nhiên, để Voice Assistant hoạt động
đầy đủ thì sẽ cần đến sự can thiện của các nhà sản xuất và nhà phát triển phần mềm
nữa.

Intel WiDi: công nghệ truyền nội dung số không dây này đã được nâng cấp lên bản
5.1 trong chip Intel Core thế hệ thứ 5. Những tính năng mới bao gồm: hỗ trợ chơi
game DirectX 9/11 toàn màn hình, remote điều khiển từ xa, cho phép xuất hình ảnh ra
màn hình 4K, các tính năng bảo mật nâng cao dành cho doanh nghiệp.
Cách gọi tên các phiên bản CPU Broadwell: Số hiệu bộ xử lý cho các bộ xử lý Intel
Core I thế hệ thứ 5 sử dụng một chuỗi chữ và số dựa trên thế hệ và dòng sản phẩm
20


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

theo thương hiệu và bộ điều chỉnh của nó. Chữ số đầu tiên trong chuỗi bốn chữ số cho
biết thế hệ của bộ xử lý, còn ba chữ số tiếp theo là mã SKU. Khi có thể áp dụng, hậu tố
chữ cái sẽ xuất hiện ở cuối tên bộ xử lý đại diện cho dòng bộ xử lý.
CPU Intel Core i dùng cho máy All-in-One, máy desktop cỡ nhỏ, máy trạm di động,
laptop hiệu năng cao, laptop truyền thống và một số mẫu máy 2 trong 1 có màn hình từ
13,3" trở lên.
a. Intel Core i3.
Tất cả CPU dòng Core i3 đều có 2 nhân (cả máy tính Laptop và máy tính PC). Vi xử lý
Core i3 được hỗ trợ công nghệ đa luồng Hyper Threading, song lại không có Turbo
Boost cho phép tự động ép xung vi xử lý khi chạy tác vụ nặng.
b. Intel Core i5:
Core i5 cho máy tính PC thường có 4 nhân và đều tích hợp công nghệ Turbo Boost,
nhưng lại không được tích hợp công nghệ Hyper Threading. Còn đối với các dòng
Core i5 trên Laptop thì thường chỉ có 2 nhân nhưng lại được tích hợp cả 2 công
nghệ Turbo Boost và Hyper Threading.
c. Intel Core i7:
Dòng CPU cao cấp nhất hiện nay với hiệu năng mạnh mẽ và được trang bị các

công nghệ hiện đại nhất. Tất cả các dòng CPU Core i7 đều được trang bị cả 2 công
nghệ Turbo Boost và Hyper Threading. Đối với chíp Core i7 trên máy tính PC thì sẽ có
4 hoặc 6 nhân, còn Core i7 trên Laptop sẽ có 2 hoặc 4 nhân.

PHẦN VII: THẾ HỆ THỨ 6 – SKYLAKE
1. Khái quát chung.

Skylake là vi xử lý thế hệ thứ 6 của Intel được đưa ra vào tháng Tám năm 2015. Là sự
kế thừa cho các dòng Broadwell, nó là một thiết kế lại, sản xuất theo công nghệ 14
nm . Tuy nhiên, thiết kế lại có CPU và GPU hiệu suất tốt hơn và giảm tiêu thụ điện
năng. Cũng trong năm 2015, win 10 được phát hành
Các dòng chip gồm Core i3, i5 và i7 sẽ dành cho PC, còn Core m3, m5 và m7 dành
cho các thiết bị lai 2-trong-1 hay máy tính bảng. Bên cạnh đó, chip Core i5, i7, m5 và
m7 sẽ có thêm phiên bản tích hợp công nghệ vPro tăng cường bảo mật cho doanh
nghiệp, còn Xeon có thêm phiên bản cho thiết bị di động.
2. Chi tiết về bộ vi xử lý Skylake
• Đặc tính công nghệ.
Các sản phẩm thế hệ thứ sáu đều được sản xuất theo quy trình 14 nm. Core i5 và i7
được Intel mở khoá overclock cho phép ép xung tối đa. Chip Skylake sử dụng socket
LGA 1151 mới, không tương thích với các bo mạch cũ dù một số bo mạch cũ có hỗ trợ
DDR4 với bus 2133 MHz. Tuy nhiên, Skylake vẫn hỗ trợ RAM DDR3 dù là phiên bản
DDR3L có điện áp thấp và khó kiếm do giá thành của RAM DDR4 vẫn còn khá cao.
21


Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I

Lớp: KHMT4-K10

Intel cho biết chip xử lý mới của hãng hiệu quả hơn 10% đến 20% so với thế hệ cũ còn

đồ hoạ tốt hơn 50%. Dòng chip này hỗ trợ mã hoá HEVC giúp tăng tốc phần cứng,
camera 4K hoặc 4 camera chuẩn HD. Thời lượng sử dụng pin tăng 30% so với thế hệ
trước. Bộ xử lý Intel Core thế hệ thứ 6 cũng hỗ trợ Thunderbolt 3/USB Type-C, tăng
cường đáng kể băng thông và tốc độ kết nối. Tăng cường đến mức nào? Lên đến 40
Gbps — nhanh hơn 8 lần so với chuẩn USB 3.0 4 hiện tại. Còn hơn thế, đầu kết nối đa
năng USB Type-C tích hợp DisplayPort, HDMI, nguồn, USB và chức năng VGA.
Bộ vi xử lý Intel Core mới còn hỗ trợ nhiều loại thiết kế đa dạng, từ các máy tính tí
hon như Intel Compute Stick, máy tính xách tay 2-trong-1, máy tính để bàn tất cảtrong-một (All-in-One, AIO) cho đến các máy trạm làm việc di động (Mobile
Workstation).
Intel cũng phát triển công nghệ camera Real Sense trên các model dùng chip xử lý mới
này. Người dùng có thể chụp hình với định dạng 3D, nhận diện võng mạc để mở khoá
máy tính hay chơi game chuyển động giống như Kinect của Microsoft.

Bộ xử lý Intel Core i7 trên một mẫu máy tính để bàn.
Hiệu năng mạnh mẽ: Năng suất tốt hơn đến 2,5 lần
Thời lượng pin: lên đến 10 giờ (dựa trên kích cỡ pin 43Whr khi được đo lường từ chức
năng phát lại video HD đầy đủ 1080p.) cho thời gian làm việc và giải trí tốt hơn.
Chơi game chuyên nghiệp: Với bộ xử lý Intel® Core™ thế hệ thứ 6, bạn sẽ chơi được
những game 3D ưa thích ở độ phân giải cao hơn, chi tiết nhiều hơn và tốc độ khung
hình nhanh hơn, mang lại cho bạn trải nghiệm chơi game đáng kinh ngạc trên máy tính
của mình.
Intel® Core™ thế hệ thứ 6 hoạt động và trải nghiệm rất tốt trên nền tảng hệ điều hành
Windows 10.
Trên đây là toàn bộ quá trình phát triển cũng như các đặc trưng công nghệ
của các thế hệ vi xử lí Intel Core i .

22