NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU VỀ THẾ HỆ VI XỬ LÝ INTEL CORE I

Trải qua quá trình phát triển hơn 40 năm kể từ năm 1971, các con chip của Intel ngày càng trở nên hiện đại, mạnh mẽ hơn với các công nghệ mới được áp dụng.. Hiện tại, Intel có 3 dòng sản

Trang 1

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU VỀ THẾ HỆ VI XỬ LÝ

INTEL CORE I

- Nhóm sinh viên thực hiện:

+ Ngọ Duy Cường

+ Nguyễn Văn Cường

+ Nguyễn Văn Công

+ Nguyễn Chí Quang

+ Nguyễn Văn Chiến

M c ụ l c ụ

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

Trang 2

Phần I - Lịch sử phát triển của VXL Core I 2

* Hoàn cảnh ra đời 2

*Các dòng sản phẩm của Intel Core i 5

* Đặc trưng công nghệ chung của VXL Core I 9

Phần II - Đặc trưng công nghệ chi tiết của từng loại biến thể của VXL Core I 10

* Một số ứng dụng của dòng sản phẩm Core I 16

Phần I - Lịch sử phát triển của VXL Core I

* Hoàn cảnh ra đời:

Sự ra đời và phát triển của CPU từ năm 1971 cho đến nay với các tên gọi tương ứng với công nghệ và chiến lược phát triển kinh doanh của hãng Intel: CPU 4004, CPU 8088, CPU 80286, CPU 80386, CPU 80486, CPU 80586, Core i3, i5, i7 Tóm tắt qua sơ đồ mô tả:

Mỗi máy tính đều cần một bộ xử lý trung tâm để hoạt động, xử lý các chương trình

vi tính và dữ kiện mà người dùng yêu cầu sau đó xuất ra những thông tin mà người

Trang 3

dùng mong muốn, bộ phận đó thường được biết đến với tên gọi là CPU CPU (Central Processing Unit) là một mạch xử lý dữ liệu theo chương trình được

thiết lập trước Bộ xử lý trung tâm bao gồm Khối điều khiển và Khối tính toán

Intel là nhà sản xuất CPU lớn nhất thế giới

Một trong những nhà sản xuất CPU lớn nhất thế giới là Intel, Intel đã gần như độc quyền trong mảng PC và máy chủ Trải qua quá trình phát triển hơn 40 năm kể từ năm 1971, các con chip của Intel ngày càng trở nên hiện đại, mạnh mẽ hơn với các công nghệ mới được áp dụng Hiện tại, Intel có 3 dòng sản phẩm vi xử lý chính cho người dùng phổ thông là Intel Pentium, Intel Celeron, Intel Core i.hất thế giới

CPU Intel Pentium:

Pentium là dòng chip xử lý được Intel sản xuất với mục đích đạt được hiệu năng ổn định với mức giá phải chăng nhất Dòng chip này thường được sử dụng trên các dòng máy có cấu hình tầm trung với mức bình dân

Intel Pentium đã được nâng cấp lên thế hệ Haswell

Trang 4

Để hạ giá thành CPU Pentium không hỗ trợ công nghệ các công nghệ hiện đại như Turbo Boost hay siêu phân luồng do có giá bình dân nhưng bù lại sản phẩm có khả năng tương thích với rất nhiều bo mạch đến từ các hãng khác nhau Intel Pentium thông thường có 2 nhân xử lý (một số ít có 4 nhân) với xung nhịp dao động từ 1.1 GHz đến 3.5 GHz Hiện tại CPU Pentium đã được Intel nâng cấp lên thế hệ

Haswell và được sản xuất ở quy trình 22nm cho khả năng siêu tiết kiệm điện TDP 15W và hiệu năng xử lí tốt hơn CPU Core i thế hệ cũ

Intel Celeron

Celeron là bộ xử lý cấp cơ bản của Intel cho các công việc tính toán cơ bản, như email, Internet và tạo tài liệu Có thể xem Intel Celeron là dòng chíp rút gọn của Pentium nhằm hạ giá thành với số bóng bán dẫn trong chip Celeron ít hơn và bộ nhớ Cache nhỏ hơn Bạn có thể dàng tìm thấy chip Celeron trên các sản phẩm máy tính giá rẻ, bình dân

Intel Celeron hiện nay đã được nâng cấp lên thế hệ Haswell

Ở các tác vụ thông thường, Pentium và Celeron gần như tương đương nhau (Nếu cùng số nhân và cùng xung nhịp xử lý) nhưng khi chạy ở các ứng dụng mạnh như

xử lý đồ hoạ, game, video thì Pentium có đốc độ nhanh gấp từ 1,5 đến 2 lần Giống như Pentium, Celeron hiện nay đã được nâng cấp lên thế hệ Haswell, đây là dòng tiết kiệm điện năng ULV, TDP 15W Intel Celeron Haswell được định hướng sử dụng trên laptop và ultrabook giá rẻ nhưng vẫn đảm bảo hiệu năng ổn định Kiến trúc Haswell mới giúp CPU Celeron thừa sức xứ lí được các tác vụ máy tính hằng ngày hoặc thậm chí là xem phim FullHD

Trang 5

Intel Core i (5 thế hệ Nehalem, Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell,

Broadwell)

Kể từ khi ra mắt, dòng CPU Intel Core I đã trải qua 5 thế hệ là Nehalem, Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell và Broadwell Thế hệ càng mới càng được nâng cấp khả năng xử lí và trang bị card đồ họa tích hợp mạnh hơn thế hệ trước Thế hệ mới nhất cũng là thế hệ có hiệu năng mạnh mẽ cùng các công nghệ hiện đại nhất

Intel Core i là một trong những dòng CPU phổ biến nhất hiện nay

*Các dòng sản phẩm của Intel Core i

Nehalem (Thế hệ đầu)

Dùng socket 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) và áp dụng

nó vào kiến trúc Sandy Bridge mới Tên mã trước đây cho BXL này là Gesher.

CPU thế hệ đầu sẽ có ký hiêu như i3 - 520M, i5 - 282U,

Trang 6

Sandy Bridge (Thế hệ thứ 2)

Điểm khác biệt lớn nhất giữa Sandy Bridge với thế hệ CPU Core đầu tiên là GPU

tích hợp của sản phẩm cũng sẽ được sản xuất trên nền tảng 32nm Điểm khác biệt này sẽ giúp laptop/netbook nền tảng Sandy Bridge có chất lượng đồ họa cao hơn, cũng như tiết kiệm điện tốt hơn

Thế hệ CPU Core I đời cũ (Thế hệ 1) dành cho máy tính Laptop và desktop được

kí hiệu bằng 3 chữ số kèm theo hậu tố (ví dụ 520UM), trong khi CPU Core i trên nền tảng Sandy Bridge sẽ được kí hiệu bằng 4 chữ số và kèm theo hậu tố (ví dụ i3 -2820QM, i5 - 2520U)

Dòng CPU này thường sử dụng socket LGA 1155

Intel Ivy Bridge (Thế hệ thứ 3)

Trang 7

Sẽ giúp thiết bị trở nên mạnh mẽ và tiết kiêm năng lượng được hiệu quả hơn Ivy Bridge của Intel sử dụng công nghệ bóng bán dẫn 3D Tri-Gate theo quy trình công nghệ 22nm Cấu trúc này 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

Cấu trúc của CPU Ivy Bridge với GPU được tích hợp vào die bên cạnh các nhân vi

xử lý Nó có bộ nhớ L3 Cache share chung cho các nhân Bên phải là các bộ điều khiển bộ nhớ, I/O, display,…

Về cơ bản, các chip Ivy Bridge khi lên kệ sẽ vẫn có tên thông dụng là Core i3, Core i5 hoặc Core i7 (thế hệ thứ ba) Để nhận diện một một mẫu máy sử dụng Ivy Bridge, người ta dựa vào số “3” sau dấu gạch ngang trong tên chip

VD: i5 - 3670S, i7 - 3550 Các bạn sẽ để ý đến số 3 sau dấu gạch nối Số 3 được hiểu là thế hệ thứ 3 của dòng CPU Core i Nó sẽ khác CPU Core thế hệ 2 như i5 -2333s, được bắt đầu bằng số 2 sau gạch nối

Tương tư CPU thế hệ 2, Intel Ivy Bridge cũng sử dụng socket LGA 1155

Haswel (CPU thế hệ 4)

Trang 8

Công nghệ mới của Haswel sẽ giúp 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

Thế hệ chip xử lý Haswell được tập trung vào những thiết bị “2 trong 1” Intel đã giảm kích thước vi xử lí Core cho phép sản xuất những mẫu ultrabook mỏng hơn,

mà còn giúp cho ra đời những thiết bị 2 trong 1 (hay còn gọi là thiết bị lai giữa laptop và tablet) mỏng hơn Chip quản lý nhiệt trên Haswell cũng giúp các thiết bị ultrabook chạy mát mẻ hơn.

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

Tương tự, bạn có thể phân biết dòng CPU Core thế hệ thứ 4 bằng cách nhìn vào số

4 trước dấu Gạch VD: i5 - 4670S, i7 - 4550K

Haswel cũng sử dụng socket LGA 1150.

Broadwell (Thế hệ thứ 5)

Là thế hệ mới nhất của gia đình Intel, 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

Trang 9

Mô tả xử lý HTT

Mô tả xử lý Mult Core

Intel Broadwell sử dụng bóng bán dẫn có kích thước 14nm, gần bằng 1 nửa so với haswell và chỉ bằng 1/5 so với thế hệ đầu tiên Intel tự hào cho biết Broadwell hoạt động hiệu quả hơn haswell 30%, có nghĩa nó tiêu thụ điện ít hơn 30% nhưng mang đến hiệu năng cao hơn khi ở cùng một tốc độ xung nhịp Intel Broadwell hứa hẹn

sẽ tạo ra 1 cuộc cách mạng mới với các ưu điểm như: tiết kiệm PIN, nâng cao hiệu suất Intel đã chính thức đưa thế hệ CPU mới của mình vào các sản phẩm vào đầu năm 2015

* Đặc trưng công nghệ chung của VXL Core I:

- Hyper Threading Technology (HTT): là công nghệ siêu phân luồng cho phép giả lập thêm CPU luận lý trong cùng một CPU vật lý, giúp CPU có thể xử lý được nhiều thông tin hơn

- Multi Core (đa nhân): Công nghệ chế tạo CPU có hai hay nhiều nhân, xử lý vật lý hoạt động song song với nhau, mỗi nhân đảm nhận những công việc riêng biệt nhau

- Intel® Turbo Boost: Là công nghệ nâng hiệu suất máy tính lên thêm 20%, giúp

hệ thống hoạt động nhanh hơn và kéo dài thời lượng pin, bằng cách tự động điều chỉnh xung nhịp của từng nhân độc lập cho phù hợp với nhu cầu xử lý

Trang 10

Mô hình Turbo boost

Phần II - Đặc trưng công nghệ chi tiết của từng loại biến thể của VXL Core I

- 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

+ 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), Intel VT-x , Hyper-Threading , Smart Cache

+ FSB đã được thay thế với DMI

+ Cho Laptop:

+ Kiến trúc Arrandale - điện áp thấp - 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 , Hyper-Threading , Smart Cache

Trang 11

- Core i5:

+ Cho PC:

+ Kiến trúc Clarkdale - 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-x , Intel VT-d , Hyper-Threading , Turbo Boost , Smart Cache và AES-NI

+ i5-661 không hỗ trợ Intel VT-d

+ 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), Intel VT-x , Turbo Boost , Smart Cache

+ Hyper-Threading bị vô hiệu hóa

+ Cho Laptop:

+ 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 Arrandale - nền tảng 32 nm

Trang 12

+ 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

+ Core i5-520E có hỗ trợ bộ nhớ ECC và chia hai cổng PCI

- Core i7:

• Hỗ trợ đa dạng thiết bị: nhờ đem lại hiệu suất hoạt động gấp đôi cho các máy tính bảng hàng đầu, hiện nay có thềm Bộ vi xử lý Intel Core m3, m5 và m7 đem lại cho người dùng nhiều sự lựa chọn trong việc tìm kiếm các thiết bị có trang

bị Bộ vi xử lý Intel Core M để đáp ứng một cách tốt nhất nhu cầu của người dùng Máy tính tí hon Intel® Compute Stick có thềm một phiền bản nữa chạy trền Bộ vi xử lý Intel Core M

• Hàng loạt tính năng mới lần đầu tiền xuất hiện: dành cho các nhà thiết kế di động; cải tiến vượt bậc về đồ họa để có thể tạo ra những hình ảnh đẹp mắt khi chơi game, xem phim và tạo ra các nội dung 4K tuyệt vời; công nghệ Intel® Speed Shift mới giúp cải thiện khả năng phản hồi của hệ thống di động, nhờ đó người dùng có thể sử dụng hiệu ứng sàn lọc hình ảnh nhanh gấp 45%

• Nền tảng Intel® Core™ thế hệ thứ 6 và Intel Xeon đem đến nhiều tính năng và trải nghiệm mới Nhiều loại thiết bị sẽ trang bị Thunderbolt™ 3 cho USB

Type-C, tạo ra một cổng kết nối có đầy đủ các chức năng, Camera Intel®

RealSense™ mặt trước và mặt sau sẽ có mặt trền một loạt thiết bị sử dụng bộ vi

xử lý Intel® Core™ thế hệ thứ 6 như máy tính 2 trong 1, notebook, máy tính để bàn Tất cả trong một (All-in-One), có khả năng cảm biến chiều sâu và tạo ra trải nghiệm 3D hoàn hảo cho phép người dùng thực hiện những thao tác như chụp và chia sẻ hình ảnh selfie 3D như thật, scan và in 3D các chủ thể, dễ dàng xóa hoặc thay đổi phông nền phía sau trong cuộc hội thoại bằng Video

• Thúc đẩy công nghệ “không dây” nhằm tạo ra những trải nghiệm hiển thị

không dây thông qua công nghệ Intel® WiDi hoặc Pro WiDi, phép người dùng

dễ dàng chia sẻ từ máy tính qua TV, màn hình hoặc máy chiếu mà không cần phải thông qua các loại dây nối phức tạp

• Giúp tối ưu hóa các tính năng Windows® 10 như Cortana* và Windows Hello* tạo ra sự tương tác một cách tự nhiền và mượt mà Các thiết bị trang bị Camera

Trang 13

Intel® RealSense™ kết hợp với Windows Hello* cho phép người dùng đăng nhập một cách an toàn thông qua công nghệ nhận diện khuôn mặt Công nghệ True Key™ của Intel Security cũng được tích hợp trong các hệ thống chạy trền

bộ vi xử lý Intel® Core™ thế hệ thứ 6 giúp người dùng đăng nhập một cách an toàn vào các thiết bị và website mà không cần phải nhớ mật khẩu của từng trang web

+ 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/

+ Kiến trúc Gulftown - 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 , Turbo Boost , Hyper-Threading , Smart Cache

+ Chỉ Core i7-980X sẽ có một khóa số nhân

Trang 14

+ Cho laptop:

+ FSB được thay thế bằng DMI

+ 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 Clarksfield - nền tảng 45 nm

+ Dựa trên Nehalem

Tiêu đề	Nghiên cứu tìm hiểu về thế hệ vi xử lý Intel Core I
Tác giả	Ngọ Duy Cường, Nguyễn Văn Cường, Nguyễn Văn Công, Nguyễn Chí Quang, Nguyễn Văn Chiến
Chuyên ngành	Kỹ thuật phần mềm
Thể loại	Đề tài nghiên cứu

Định dạng
Số trang	16
Dung lượng	648,54 KB