Tài liệu Bên trong vi cấu trúc Intel Nehalem (phần 2) pptx

Bên trong vi cấu trúc Intel Nehalem (phần 2)

Một điều khác bạn sẽ phải rất cẩn thận vì thực tế nhiều
Motherboard sử dụng bộ vi xử lí Core i7 sẽ có 04 khe cắm bộ
nhớ . Nếu bạn cắm 04 thanh nhớ cùng một lúc trên Motherboard
đó thì hiệu suất toàn hộ hệ thống sẽ giảm xuống .
Ví dụ , nếu bạn cài 4GB RAM bằng 04 thanh nhớ , mỗi thanh
1GB thì hệ thống sẽ truy cập 3GB đầu tiên theo cấu hình Triple-
Channel , nhưng vùng nhớ giữa 3GB – 4GB sẽ truy cập theo
hiệu suất kiểu Single-Channel . Do đó tốt hơn cả bạn nên sử
dụng bộ nhớ với dung lượng 1.5GB , 3GB hoặc 06GB với 03 thanh nhớ mà thôi .
Với cấu hình Triple-Channel , CPU sẽ truy cập bộ nhớ 192-bit một lúc ( 64-bit x 03 ) . Vì thế với
bộ nhớ DDR3-1066 sẽ cho phép tốc độ truyền dữ liệu theo lí thuyết lớn nhất là 25.58 GB /s .
Bộ phận điều khiển bộ nhớ tích hợp trong CPU dựa vào Nehalem chỉ hỗ trợ bộ nhớ DDR3 mà
không hỗ trợ bộ nhớ DDR2 .
Do việc tích hợp Bộ phận điều khiển bộ nhớ bên trong CPU nền Intel phải thay thế Socket khác
có 1366 chân . Do đó bạn không thể nâng cấp hệ thống dùng CPU Intel hiện thời thành Core i7
bằng cách thay đổi CPU .
Bộ nhớ Cache
Với bộ nhớ Cache Intel sẽ sử dụng Cache như AMD đã làm với những bộ vi xử lí Phenom , có
nghĩa là bộ nhớ Cache L2 riêng cho mỗi lõi và bộ nhớ Cache L3 dùng chung . Mỗi bộ nhớ Cache
L2 sẽ là 256KB và Cache L3 sẽ là 8MB , ít nhất là với những Model đầu tiên ( Intel cũng có thể
tung ra thị trường những bộ vi xử lí Xeon dựa vào Nehalem mà có nhiều Cache hơn ) . Bộ nhớ
Cache L1 cũng tương tự như với Core 2 Duo bao gồm có 64KB trong đó 32KB cho Lệnh và
32KB cho Dữ liệu .
Những bộ vi xử lí Core 2 Duo chỉ có một bộ nhớ Cache L2 sử dụng chung cho tất cả lõi bên
trong CPU , nhưng những CPU Quad-Core của Intel như Core 2 Quad và Core 2 Extreme có hai
bộ nhớ Cache L2 , mỗi bộ nhớ Cache L2 lại sử dụng với 02 lõi . Để hiểu rõ hơn chúng tôi minh
hoạ theo Hình 3 và Hình 4 .

Hình 3 : So sánh những cấu trúc Cache

Hình 4 : So sánh những cấu trúc Cache
Cải tiến Pipeline CPU
Như đã đề cập trước đó , Nehalem ( Core i7) được dựa vào cấu trúc dùng trong Core 2 Duo và
với một số cải tiến với cách xử lí luồng dữ liệu bên trong CPU . Trong phần này chúng ta sẽ xem
nó cải tiến những vấn đề gì .
Core 2 Duo được dựa vào cấu trúc bộ vi xử lí Pentium M , và chính là sự quay trở lại với
Pentium III . Tất cả những CPU này thuộc thế hệ thứ 6 của CPU Intel . Pentium 4 là CPU của
Intel thế hệ thứ 7 , sử dụng Vi cấu trúc hoàn toàn khác – những bộ vi xử lí Core 2 và Core i7
không liên quan một chút gì với cấu trúc của Pentium 4 . Sở dĩ có vấn đề như vậy vì cấu trúc
CPU thế hệ thứ 7 không hiệu quả bằng cấu trúc những CPU thuộc thế hệ thứ 6 .
Trong Hình 5 cho thấy mối liên quan của Vi cấu trúc Nehalem mới với những bộ vi xử lí trước
kia . Những sự thay đổi chính có trong mỗi CPU mới và những CPU mới đều nâng cấp những
tính năng từ những CPU cũ .
Hình 5 : Mỗi liên quan trong “Cây gia phả “ với Vi cấu trúc Nehalem
Để hiểu xem những gì mới bên trong Vi cấu trúc mới , chúng ta cần nhớ lại rằng những Chương
trình được viết bằng tập lệnh x86 ( hay còn gọi là “Macro-Op” hoặc “Instruction “ ) , mà không
ai cần biết xem CPU thực hiện sẽ như thế nào . Những Macro-Op đầu tiên sẽ được giải mã thành
những Vi lệnh ( được gọi là “ Micro-Op” hoặc “µop” ) . Cấu trúc này gọi là lai ghép giữa
CISC/RISC và được giới thiện bên trong bộ vi xử lí Pentium Pro : CPU nhận những lệnh x86 (
CISC ) nhưng lại thực hiện bằng một Vi lệnh riêng biệt nào đó ( RISC ) .
Vi cấu trúc Core , dùng trong những bộ vi xử lí Core 2 , đưa thêm vào sử dụng kiểu Macro-
Fusion , mà có khả năng dịch hai lệnh x86 thành một Vi lệnh ( cũng được gọi là “Micro-Ops” )
để thực hiện bên trong CPU , sự cải tiến này cho phép hiệu suất làm việc tăng lên và mức tiêu
thụ điện năng trong CPU giảm đi vì nó chỉ cần thực hiện một Vi lệnh thay vì hai Vi lệnh trước
kia . tuy nhiên việc dịch hai lệnh x86 thành một Vi lệnh lại chỉ làm việc với những lệnh So sánh
và lệnh Rẽ nhanh có điều kiện ( Ví dụ như lệnh CMP , TEST cộng với lệnh Jcc ) .
Vi cấu trúc Nehalem cái tiến Macro-Fusion bằng hai cách .
• Đầu tiên nó thêm sự hỗ trợ một số lệnh rẽ nhánh mà những CPU Core 2 trước kia không
làm được .

• Thứ hai những lệnh Macro-Fusion trong CPU dựa vào Nehalem được dùng cả hai kiểu
32-bit và 64-bit . Trong khi đó Macro-Fusion dùng trong CPU Core 2 chỉ làm việc khi
CPU sử dụng Mode 32-bit mà thôi .
