Tài liệu về phần cứng máy tính

Tài liệu về phần cứng máy tính

Cơ bản về CPU 64-bit

CPU 64-bit là các CPU có các ALU 64-bit, các thanh ghi 64-bit, các tuyến 64-bit và… nó có thể quản lý được không gian bộ nhớ hàng nghìn triệu Gigabyte Các bộ xử lý 64-bit đã xuất hiện từ năm 1992 và ở thế kỷ 21, chúng sẽ trở thành xu hướng chủ đạo Các nhà sản xuất CPU hàng đầu như Intel và AMD đều đã lần lượt giới thiệu các CPU 64-bit của mình và CPU Mac G6 cũng

là loại 64-bit

Tại sao chúng ta cần đến CPU 64-bit?

Lý do duy nhất là vì chúng ta cần đến không gian địa chỉ được mở rộng của các CPU này Các CPU 32-bit có thể hỗ trợ truy xuất tối đa 2 Gb hoặc 4Gb bộ nhớ RAM Nghe thì có vẻ quá nhiều

vì các máy tính cá nhân của chúng ta hiện nay chỉ cần đến 256 Mb hoặc 512 Mb Nhưng, giới hạn 4-Gb có thể khiến các máy chủ cũng như máy tính chạy các chương trình cơ sở dữ liệu lớn phải “đau đầu” Đó là chưa nói đến với xu hướng phát triển hiện tại, ngay cả các máy tính gia đình cũng sẽ sớm tiến đến vạch 4Gb Trong khi, các CPU 64-bit lại không gặp phải “rào cản” này vì không gian địa chi 64-bit về căn bản sẽ là một không gian vô tận (2^64 Bytes)

Nhờ tuyến địa chỉ 64-bit cùng các tuyến dữ liệu rộng và nhanh trên bo mạch chủ, các hệ thống 64-bit gia tăng tốc độ nhập/xuất cho các thiết bị như đĩa cứng hay bo mạch đồ họa Nhờ vậy

mà tốc độ của toàn bộ hệ thống được nâng cao rõ rệt

Với các máy tính chủ, lợi ích mà 64 bit mang lại quá rạch ròi Còn với người dùng gia đình thì sao? Ngoài việc phá bỏ rào cản giới hạn bộ nhớ hệ thống, 64-bit hiện tại vẫn chưa mang lại lợi ích xác thực nào cho người dùng gia đình Tuy nhiên, nó có thể rút ngắn thời gian xử lý các dữ liệu phức tạp gồm rất nhiều số thực Nhờ vậy, các ứng dụng đồ họa lớn, ứng dụng hiệu chỉnh video hay các trò chơi máy tính thế hệ mới sẽ là những lĩnh vực đầu tiên hưởng lợi từ sức mạnh

xử lý 64-bit

Một vài biểu đồ so sánh giữa CPU 32-bit và 64-bit:

Thông tin thêm có thể tham khảo tại đây:

http://www.computerworld.com/hardwaretopics

Nguồn điện máy tính: Quan trọng hơn bạn nghĩ

Khi xây dựng hệ thống máy tính mới, người dùng thường không mấy khi chú ý tới một thành phần rất quan trọng - bộ nguồn Thường người ta chi khá bộn cho các thành phần chính của máy tính như CPU, RAM, bo mạch chủ Việc chi 150 USD cho card đồ họa thế hệ mới có vẻ hợp lý hơn đầu tư khoản tiền đó cho bộ nguồn (BN) hay Power Supply Unit (PSU) Tuy nhiên, những thử nghiệm cho thấy BN đóng vai trò quan trọng đối với hiệu quả hoạt động của hệ thống Chip lõi kép, đồ họa kép cùng với những "món đồ chơi" ngốn điện khủng khiếp khác đang ngày càng dồn "áp lực" lên BN Bài viết này giới thiệu các khái niệm cơ bản, những thông số quan trọng, cách thức để nhận biết một BN tốt và phù hợp với máy tính của bạn

NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN

Tất cả các loại BN khi xuất xưởng đều phải có tem chứng nhận chất lượng với đầy đủ thông số như điện thế,công suất

1 Công suất

Công suất nguồn điện, giá trị được tính như sau:

Watt (W) = Voltage (V) x Ampere (A); với V là hiệu điện thế Và A là cường độ dòng điện

2 Các đường điện

Bộ nguồn thường có nhiều đường điện khác nhau, gồm: +3,3V, +5V, +12V, -5V, -12V Ý nghĩa của chúng như sau:

-12V: Được sử dụng chính cho các mạch điện cổng Serial và hầu như rất ít được dùng trên các hệ thống

mới Mặc dù các BN mới đều có tính tương thích ngược nhưng công suất các đường -12V chỉ chưa tới 1A

-5V: Chủ yếu sử dụng cho các bộ điều khiển ổ đĩa mềm và mạch cấp điện cho các khe cắm ISA cũ Công

suất đường -5V cũng chỉ dưới 1A

0V: Đây là đường "mát" (Ground) của các hệ thống máy tính cá nhân

+3,3V: Là một trong những mức điện thế mới trên các bộ nguồn hiện đại, xuất hiện lần đầu tiên khi chuẩn

ATX ra đời và ban đầu được sử dụng chủ yếu cho bộ vi xử lý Hiện nay, các bo mạch chủ (BMC) mới đều nắn dòng +3,3V để nuôi bộ nhớ chính

+5V: Nhiệm vụ chính là cấp điện cho BMC và những thành phần ngoại vi Ngoài ra, các loại bộ vi xử lý như

Pentium III hay AthlonXP cũng lấy điện từ đường 5V thông qua các bước nắn dòng Trên những hệ thống mới, đa số các thành phần linh kiện đều dần chuyển qua sử dụng đường 3,3V ngoại trừ CPU và BMC

+12V: Trong các hệ thống máy tính hiện đại, đây là đường điện đóng vai trò quan trọng nhất, ban đầu nó

được sử dụng để cấp nguồn cho mô tơ của đĩa cứng cũng như quạt nguồn và một số thiết bị làm mát khác

Về sau, thiết kế mới cho phép các khe cắm hệ thống, card mở rộng và thậm chí là cả CPU cũng "ăn theo" dòng +12V

Khi công tắc nguồn được nhấn lần đầu tiên và BN khởi động, nó sẽ mất một khoảng thời gian để các thành phần trong nguồn xuất ra điện năng cho các thành phần máy tính hoạt động Trước khi đó, nếu máy tính khởi động, các linh kiện sẽ dễ bị hỏng hóc hoặc hoạt động không bình thường do đường điện chưa ổn định

Chính vì vậy trên các hệ thống mới, đôi khi phải mất tới 1-2 giây sau khi bạn nhấn nút công tắc máy thì hệ thống mới bắt đầu làm việc Điều này là do hệ thống phải chờ tín hiệu đèn xanh cho biết điện thế đã sẵn sàng từ BN gửi tới BMC Nếu không có tín hiệu này, BMC sẽ không cho phép máy tính hoạt động.

Trong số các đường điện chính, những đường có giá trị dương (+) đóng vai trò quan trọng hơn và bạn phải luôn để mắt tới chúng Mỗi đường sẽ có chỉ số Ampere (A) riêng và con số này càng cao càng tốt Công suấttổng được tính bằng công thức W= VxA Ví dụ đối với BN có đường 3,3V là 30A, 5V là 30A và 12V là 25A thìcác đường điện và công suất được tính như sau:

+ Công suất đường điện 3.3V = 3.3V x 30A = 100W

+ Công suất đường điện 5V = 5V x 30A = 150W

+ Công suất đường điện 12V = 12V x 25A = 300W

Như vậy tổng công suất nguồn sẽ là 100W + 150W + 300W = 550W Tuy nhiên trên thực tế còn nhiều yếu tố khác ảnh hưởng tới con số tổng này và chúng ta sẽ đề cập tới ở phần sau bài viết

3 Chuẩn của bộ nguồn

Chuẩn thống trị hiện nay trên máy tính để bàn nói chung chính là ATX (Advanced Technology Extended) 12V, được thiết kế bởi Intel vào năm 1995 và đã nhanh chóng thay thế chuẩn AT cũ bởi nhiều ưu điểm vượt trội Nếu như với nguồn AT, việc kích hoạt chế độ bật được thực hiện qua công tắc có bốn điểm tiếp xúc điệnthì với bộ nguồn ATX bạn có thể bật tắt bằng phần mềm hay chỉ cần nối mạch hai chân cắm kích nguồn (dâyxanh lá cây và một trong các dây Ground đen) Các nguồn ATX chuẩn luôn có công tắc tổng để có thể ngắt hoàn toàn dòng điện ra khỏi máy tính ATX có 5 nhánh thiết kế chính:

- ATX: jack chính 20 chân (thường dùng cho Pentium III hoặc Athlon XP).

- WTX: jack chính 24 chân, dùng cho Pentium II, III Xeon và Athlon MP.

- ATX 12V: jack chính 20 chân, jack phụ 4 chân 12v (Pentium 4 hoặc Athlon 64).

- EPS12V: jack chính 24 chân, jack phụ 8 chân dùng cho các hệ thống Xeon hoặc

Opteron

- ATX12V 2.0: jack chính 24 chân, jack phụ 4 chân (Pentium 4 775 và các hệ thống

Athlon 64 PCI-Express)

Gần đây xuất hiện một chuẩn mới với tên gọi BTX (Balanced Technology Extended) có

cách sắp xếp các thành phần bên trong máy hoàn toàn khác với ATX hiện nay, cho phép

các nhà phát triển hệ thống có thêm tùy chọn nhằm giải quyết vấn đề nhiệt lượng, độ ồn Chuẩn BTX được thiết kế tối ưu cho những công nghệ mới hiện nay như SATA, USB 2.0 và PCI Express Yếu tố xử lý nhiệt độtrong máy tính BTX được cải tiến rất nhiều: hầu hết các thành phần tỏa nhiệt chính đều được đặt trong luồnggió chính nên sẽ tránh việc phải bổ sung các quạt riêng cho chúng (sẽ gây tốn thêm năng lượng, tăng độ ồn

và chật chội không cần thiết) Hiện tại bạn có thể tìm thấy một vài bộ nguồn với tem chứng nhận hỗ trợ BTX nhưng không nhiều vì chưa thông dụng

4 Các loại chân cắm

Dây cắm của nguồn điện máy tính được đánh mã màu rất chi tiết, màu đỏ là điện +5v, màu vàng là +12v, màu đen là dây "mát" (Ground) Chúng được tập hợp lại thành những dạng chân cắm cơ bản sau đây:

- Molex: Sử dụng cho các loại đĩa cứng và ổ đĩa quang, ngoài ra bạn cũng có thể sử

dụng để cắm quạt và một số thiết bị khác như card đồ họa AGP (Geforce 5, 6 hoặc Radeon X800) hay BMC như của Asus hay DFI

- Đầu cắm nguồn chính: Nguyên bản ATX ban đầu có 20 chân cắm, chuẩn mới 2.0 đã

nâng số chân cắm chính lên 24 chân Bạn cũng có thể tìm thấy một số BN có dạng chân 20+4 với chốt gắn cho phép sử dụng cả trên các BMC với đầu điện nguồn dạng 20 hay 24 chân

- Dây điện phụ 12V: Xuất hiện cùng với hệ thống Pentium 4 Dây này gồm 4 đầu cắm với 2 chân 12V và 2

chân "mát"

- Đầu cắm SATA: Những BN mới nhất đều phải có tối thiểu từ 2 tới 4 chân cắm dẹt dành cho những đĩa

cứng SATA hiện đại Tuy nhiên bạn cũng có thể sử dụng các đoạn dây chuyển nếu như nguồn của mình không có loại chân này

- Đầu PCI-Express: Cũng tương tự như với chân cắm SATA, đầu cắm PCI-Express là thứ không thể thiếu

trong các BN thế hệ mới Những nguồn điện với chứng nhận SLI hoặc Crossfire

cho các hệ thống đồ họa kép luôn có tới 2 đầu cắm dạng này để sử dụng với card

đồ họa PCI-Express Tất nhiên, nếu nguồn của bạn không có đầu cắm mà vẫn

muốn sử dụng card đồ họa mới, bạn vẫn có thể sử dụng các jack chuyển đối (đôi

khi được tặng kèm theo card)

- Đầu cắm ổ đĩa mềm: Nguyên thủy, giắc cắm này được sử dụng cho ổ đĩa

mềm, nó cũng gồm 2 dây ground, 1 dây +5V và 1 dây +12V Về sau, có khá nhiều thiết bị khác cũng sử dụngkiểu đầu cắm này như các card đồ họa, đầu chuyển đổi ATA – SATA của đĩa cứng và thậm chí là cả BMC như DFI Lanparty NF4

- Đầu cắm EPS 12V 8 chân: Thường được sử dụng cho các BMC workstation trên những hệ thống máy tính

chuyên nghiệp với CPU Opteron hay Xeon Gần đây, một số BMC desktop mới cũng bắt đầu sử dụng đầu cắm này ví dụ như dòng P5WD2 của Asus

Hiện nay, thiết kế tháo rời (Modular Concept) của bộ nguồn máy tính đang bắt đầu được

sử dụng Bạn hãy thử hình dung một bộ nguồn chuẩn ATX 2.01 sẽ có khoảng 8-10 đầu cắm Molex, 1 đầu cắm chính, một hoặc hai đầu cắm PCI-Express, 1 đầu 12V, 2 tới 4 đầu SATA và một số các đầu giao tiếp riêng đặc biệt khác Tuy nhiên hệ thống máy tính của bạn nếu chỉ ở mức cơ bản và sử dụng chưa tới ½ số đầu cắm này thì chắc chắn việc sắpxếp gọn gàng những đầu cắm dư bên trong máy sẽ khá rắc rối Modular Concept cho phép bạn chỉ cắm những dây với các đầu nối cần dùng và loại bỏ những chân không cần thiết Nhờ vậy nội thất bên trong case của bạn sẽ gọn gàng và tạo điều kiện thuận lợi cho các giải pháp làm mát nói chung Tuy nhiên kiểu thiết kế mới này hiện tại mới chỉ được áp dụng trên những BN cao cấp đắt tiền

5 Các đường điện âm

Nếu sử dụng một số phần mềm đo điện hay thậm chí là đồng hồ đo, bạn sẽ thấy các giá trị của đường điện

âm (-) khá thấp so với các đường dương (+) Điều này là do hiện nay chúng không còn quan trọng nữa Mặc

dù một bộ nguồn ATX 20 chân có chân số 12 là -12v và chân số 18 là -5v nhưng hầu như không bao giờ được dùng Một số thiết bị cần tới điện thế âm bao gồm:

+ Các card mở rộng ISA

+ Cổng serial hoặc LAN

+ Ổ đĩa mềm thế hệ cũ

6 Thời gian duy trì điện (Hold-up time)

Giá trị Holdup Time xác định khoảng thời gian tính bằng mili-giây mà một bộ nguồn có thể duy trì được các đường điện ra ở đúng định mức khi đường điện vào bị ngắt (ví dụ như mất điện) Điều này rất có ích đặc biệtkhi bạn sống trong khu vực điện không ổn định (ví dụ trường hợp điện đột ngột chớp ngắt rồi có lại thì máy tính vẫn có thể hoạt động bình thường) Giá trị Hold-up time của chuẩn ATX là 17ms và bộ nguồn máy tính nên có chỉ số này càng cao càng tốt

7 Power Factor Correction (PFC)

PFC cho phép việc cung cấp điện đạt hiệu quả sử dụng cao Có hai loại PFC chính là Active PFC và PassivePFC Tất cả các bộ nguồn được sản xuất vào hiện tại đều thuộc một trong hai loại này

- Active PFC: Đây là kiểu hiệu quả nhất Nó sử dụng mạch điện tự động điều chỉnh để hiệu suất sử dụng

điện có thể đạt tới 95% (theo lý thuyết) Ngoài ra, Active PFC cũng có khả năng khử nhiễu và căn chỉnh đường điện vào (cho phép bạn cắm vào bất kì ổ cắm 110V cho tới 220V thông dụng nào mà không cần phải quan tâm tới các chỉ số) Tuy nhiên do kiến trúc phức tạp của Active PFC nên những bộ nguồn dùng công nghệ này đều có giá khá cao Một số bộ nguồn Active PFC vẫn cho phép người dùng sử dụng công tắc chuyển xác định dòng điện đầu vào

- Passive PFC: Đây là kiểu thông dụng nhất hiện nay Khác với Active PFC, Passive PFC căn chỉnh dòng

điện thông qua các tụ lọc và chính vì thế khả năng làm việc của nó sẽ bị thay đổi theo thời gian cũng như chịu ảnh hưởng khá lớn từ các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, chấn động Những bộ nguồn dùng công nghệ Passive PFC đều yêu cầu người dùng phải chỉnh lại điện thế đầu vào thông qua một công tắc nhỏ Nguồn Passive PFC có giá rẻ hơn nguồn Active PFC

Các loại nguồn không sử dụng PFC (Non PFC) hiện nay đều được khuyến cáo không nên dùng Ở một số quốc gia EU, mọi bộ nguồn đưa ra thị trường đều được yêu cầu phải có trang bị hoặc Active PFC hoặc Passive PFC PFC cho phép tiết kiệm điện sử dụng, giảm sức tải cho các đường dây điện trong nhà: điều này rất có lợi khi bạn thành lập phòng máy hoặc sử dụng nhiều máy cùng một nguồn điện Bộ nguồn dạng Active PFC thường cho đường điện ra ổn định hơn so với Passive PFC, nhờ vậy

thiết bị trong máy hoạt động ổn định và có tuổi thọ cao hơn

8 Năng lượng cực đại và năng lượng liên tục

Mức năng lượng liên tục (Continuous Power) là chỉ khả năng cấp điện của nguồn

trong khoảng thời gian dài liên tục còn năng lượng cực đại (Peak Power) lại chỉ

mức tối đa trong khoảng thời gian ngắn Ví dụ bạn cắm một loạt thiết bị với tổng

công suất khoảng 430W vào bộ nguồn có chỉ số Continuous Power là 400W,

chúng vẫn có thể hoạt động được trong khoảng thời gian ngắn nếu mức Peak

Power của nguồn đạt trên 430W nhưng sau một khoảng thời gian nhất định, các

linh kiện trong nguồn sẽ bị trục trặc

9 Độ ồn

Chỉ số xác định độ ồn của một bộ nguồn được đo bằng đơn bị dB và nóphải phù hợp với độ ồn của môi trường làm việc Lấy ví dụ, trong văn phòng ồn ào, bộ nguồn 30dB có thể không phải là vấn đề nhưng nếu trong phòng khách gia đình yên tĩnh, con số này sẽ gây khó chịu, đặc biệt là về đêm Một quy tắc bất thành văn là bộ nguồn với quạt 120mm

sẽ làm việc êm hơn so với bộ nguồn có quạt 80mm hay 90mm tốc độ cao mặc dù hiệu năng làm mát của chúng có thể tương đương nhau Khi bộ nguồn làm việc nặng nhọc hơn (nuôi nhiều thiết bị) thì nhiệt lượng do nó tỏa ra cũng tăng cao và đối với những bộ nguồn có quạt tựđiều chỉnh tốc độ, số vòng quay của quạt cũng tăng lên và khi đó những âm thanh ồn ào bắt đầu xuất hiện

Ví dụ khi một bộ nguồn làm việc ở mức 70%, tiếng ồn chỉ khoảng 20dB nhưng khi lên tới con số 90% thì âm lượng phát ra sẽ có thể lên tới 35dB hoặc hơn Bạn nên xem xét kĩ vấn đề này: nếu cần nguồn 300W, bạn

nên chọn loại 350W để công suất làm việc vừa đủ 85%, nếu chọn loại 400W thì con số này chỉ còn 75% và

có thể độ ồn cũng giảm theo

Một số bộ nguồn loại siêu êm có thể không sử dụng quạt hoặc chỉ dùng những loại quạt rất êm nhưng hầu hết chúng không dành cho những máy tính bình thường vì giá cực đắt, điển hình như XG Magnum 500 của MGE

Nếu hay lượn lờ trên các website công nghệ, có thể bạn cũng sẽ bắt gặp một số bộ nguồn với giải pháp làm mát bằng nước nhưng loại này khá nguy hiểm đối với những người ít kinh nghiệm

10 Chiết áp chỉnh điện thế (Adjustable Pot)

Một số bộ nguồn tốt có kèm theo các chiết áp nhỏ bên

trong để chỉnh hiệu điện thế cho các đường điện Trong

thực tế, nếu đường điện 12V của bạn tụt xuống dưới

11,5V, nó sẽ gây ra mất ổn định cho toàn hệ thống Hãy

nhớ rằng chuẩn ATX cho phép điện thế mỗi đường dao

động trong khoảng 5% và bạn có thể chỉnh lại lên 12V

thông qua những chiết áp đó Tuy nhiên đây là tính năng

nâng cao và chỉ nên thực hiện nếu bạn biết mình đang làm

điều gì Một số sản phẩm nguồn chuyển hẳn các chiết áp

này ra ngoài để người dùng tự thay đổi thoải mái ví dụ như series TrueControl của Antec

Giá trị giới hạn an toàn của các đường điện theo chuẩn ATX như sau:

11 Chế độ Soft Power và tín hiệu chờ 5V

Soft Power là cách thức mà bộ nguồn máy tính được bật lên hoặc tắt đi nhưng thay vì dùng công tắc cứng như chuẩn AT trước kia thì được kích hoạt khi BMC ra lệnh cho bộ nguồn Cũng nhờ vào điều này mà người dùng có thể điều khiển năng lượng hệ thống qua phần mềm Bạn có thể dễ dàng kiểm chứng điều này bằng khả năng tắt máy của hệ điều hành Windows hay bật máy lên từ bàn phím, chuột Nguyên tắc chính để BMC ra lệnh cho bộ nguồn là thông qua tín hiệu chờ của đường +5V Standby Đường điện này độc lập hoàn toàn với các đường nuôi thiết bị khác và sẽ có tín hiệu bất cứ khi nào bạn cắm điện vào nguồn, một số BMC mới thường có đèn tín hiệu để báo trạng thái +5V Standby Ngoài ra trên hệ thống máy tính còn có một vài đường điện phụ khác, gồm:

+ Dòng cảm ứng +3.3V (+3.3V Sense): Chức năng chính là theo dõi điện thế của đường +3.3V nuôi

BMC Nhờ vậy, bộ nguồn có thể căn chỉnh dòng cho chính xác.

+ Điều khiển quạt (Fan Control): Tín hiệu điều khiển quạt cho phép hệ thống nói chung và BMC nói

riêng thay đổi tốc độ quạt của bộ nguồn Khi điện thế của dòng này tụt xuống dưới 1V, quạt sẽ tự động tắt Khi đạt giá trị trên 10.5V, quạt sẽ hoạt động ở mức tối đa Chức năng chính của thiết kế này là cho phép hệ thống tắt quạt khi máy tính chuyển sang trạng thái nghỉ (Sleep Mode) hoặc thay đổi tốc độ quạt theo nhiệt độ linh kiện

+ Theo dõi trạng thái quạt (Fan Monitor): Đây là bạn đồng hành của tính năng điều kiển quạt, nó cho

phép theo dõi tốc độ quay của quạt trong hệ thống Nhiệm vụ chính của nó là cảnh báo người dùng khi có một quạt làm mát nào đó gặp trục trặc và ngừng hoạt động.

Đường điện Khoảng chênh

lệch Tối thiểu Tối đa

Nguồn điện máy tính: Quan trọng hơn bạn nghĩ

(Phần 2)CÁCH CHỌN BỘ NGUỒN TỐT

Bạn đang dự định lắp một bộ máy tính mới và phân vân chưa biết nên mua bộ nguồn nào? Hãy thamkhảo những bước sau đây:

1 Tính toán đường điện 12V của nguồn

Như bạn đã biết, 3 đường điện chính của một bộ nguồn là +12V, +5V và +3.3V Công suất tổng được tính toán dựa trên cường độ mỗi dòng Tuy nhiên thực tế đáng buồn là rất nhiều nhà sản xuất

bộ nguồn máy tính thường sử dụng thủ thuật tăng số watt lên bằng cách "đẩy" những đường điện không quan trọng (+5V và +3.3V) Chính vì thế, bạn hãy bỏ qua con số watt và tập trung vào cường

độ của đường điện 12V để xác định chất lượng một bộ nguồn Chỉ số Ampere của đường +12V có thể tìm thấy trong tài liệu đi kèm hoặc ngay trên tem sản phẩm (ví dụ +12V: 25A) Chú ý rằng những nguồn ATX12V 2.0 mới có tới 2 đường 12V cho phép chia tải năng lượng giữa CPU và BMC (+12v1)độc lập khỏi những linh kiện khác (+12v2) Điều đó cho phép dòng điện ổn định hơn Một số nguồn thậm chí còn có tới 3 đường 12V khác nhau ví dụ như RealPower 550W của CoolerMaster Mặc dù điều này không có ý nghĩa đối với những hệ thống thông thường nhưng khi sử dụng với những máy tính siêu mạnh cho game hay các ứng dụng chuyên nghiệp thì sẽ có khác biệt lớn

2 Đảm bảo tính chính xác

Nếu bạn vừa mua một bộ nguồn chỉ 10-20USD với tem dán 28A cho đường +12V thì chắc chắn điều

đó không chính xác Tại thị trường Việt Nam hiện nay có nhiều bộ nguồn kém chất lượng xuất xứ không rõ ràng, bạn thậm chí có thể mua được một bộ nguồn công suất cực cao lên tới 600W-700W với giá chỉ 2/3 so với bộ nguồn 350W hàng hiệu, tuy nhiên đó không phải là công suất thực Đó là chưa kể nguồn điện kém chất lượng thường không ổn định sau một thời gian dài sử dụng và có thể làm hỏng một số linh kiện đắt tiền của máy tính Theo kinh nghiệm cá nhân, thường thì BMC sẽ là nạn nhân đầu tiên

3 Xem xét vấn đề công suất

Bạn có thể lấy được những thông số về năng lượng của hầu hết các loại thiết bị từ tài liệu đi kèm sảnphẩm hoặc website của nhà sản xuất để tính toán định mức gần đúng Hai bảng tham khảo đối với đường điện +12V ở trên sẽ phần nào giúp bạn giải quyết vấn đề Chúng ta có một ví dụ hệ thống máy tính như sau:

Bạn có thể thấy rằng có nhiều thiết bị sử dụng 2 hay 3 đường điện cùng một lúc Ví dụ như card đồ họa đời mới lấy năng lượng từ cả khe cắm mở rộng AGP/PCI-Express lẫn đầu cắm 12V ngoài Với một cấu hình máy tính tương đối mạnh như trên, bạn sẽ cần tới nguồn điện khoảng 350W Tuy nhiênvới mục đích an toàn, chúng ta nên tính toán dư ra một chút

Thực tế, khi xây dựng một hệ thống máy tính, người dùng sẽ có 2 trường hợp:

a Làm việc cơ bản: Chỉ cần tính toán đúng công suất tiêu thụ của các linh kiện, hiếm khi cần vượt

trội hơn nhiều Chính vì thế các yếu tố chọn bộ nguồn chủ yếu tập trung vào yêu cầu về độ an toàn, chỉ số tiếng ồn Thông thường, bạn có thể tính dư ra khoảng 10%-20% so với con số dự kiến là vừa Trong trường hợp trên bạn có thể chọn nguồn 400W là đủ Tất nhiên chúng ta đề cập tới công suất thực chứ không phải chỉ là những con số ghi trên tem Nếu dự kiến bổ sung thêm các đồ chơi trang trí, quạt hay ổ đĩa, bạn sẽ cần tới nguồn 450W với đường 12V khoảng 24A

b Những người thích "nghịch":

Trong trường hợp này, ép xung, đèn đóm, tản nhiệt nước lắp trong sẽ ngốn thêm của bạn rất nhiềunăng lượng Những thành phần máy tính chạy ở tốc độ cao hơn dĩ nhiên sẽ "ngốn" thêm nhiều điện hơn so với mặc định Thông thường bạn sẽ cần thêm tới 45% công suất và như vậy tổng công suất cần thiết trong ví dụ trên sẽ lên tới 145% x 350W = 507W Đường điện 12V sẽ phải đạt tối thiểu 18.84A x 145% = 27.3A

Một khi đã tìm được một bộ nguồn phù hợp cả về công suất lẫn đường +12V, chúng ta phải đảm bảokiến trúc đường điện +12V đáp ứng được các thiết bị cần thiết, ví dụ riêng con chip Pentium 4 3,4 Extreme Edition đã cần tới 11A trên đường 12V Nếu bạn dùng một bộ nguồn có 2 đường 12V - 14A thì khoảng an toàn cần thiết để nghịch ngợm ép xung sẽ hạn hẹp hơn

Bạn cũng có thể sử dụng một vài công cụ tính toán công suất trực tuyến để tìm ra con số cần thiết, ví

dụ như:

- http://www.jscustompcs.com/power_supply/

- http://www.mymp3car.com/MP3Car/PSUpower.asp

Thực tế thử nghiệm một hệ thống có cấu hình khá mạnh như sau:

+ AMD Opteron DualCore 165 @ 2,9GHz

+ DFI LanpartyUT nForce4 SLI-D

+ nVIDIA GeForce 6800Ultra

+ 4x512 Corsair XMS PC3200C2

+ 3x Maxtor Diamond Plus 9 120GB 7200rpm

+ DVD + DVD-RAM

+ Creative X-Fi Platinum

+ Card PCI Wifi

+ Đồ chơi: CoolerMaster Cooldrive6, Aerogate III, Aquamini/Hyper 6, Musketeer II, đèn Cold

Cathode, 2 quạt LED 120mm và 4 quạt LED 80mm

+ Thiết bị USB: Logitech G5 Mouse, G15 Keyboard, Momo Racing Wheels, Dinovo Media Desktop, đầu đọc thẻ

Kết quả chỉ dừng ở mức 180W khi rỗi và gần 300W khi chơi những game tương đối nặng như Halflife 2, Ages of Empire III hay Quake 4

Lưu ý, một số nhà sản xuất đưa chỉ số không rõ ràng, chúng ta hãy tìm hiểu vấn đề này qua hai ví dụnhỏ sau

- Bộ nguồn thứ nhất có chỉ số:

Output:

+3.3V rail = 30A+5V rail = 40A+12V rail = 34AContinuous power = 510W max

Peak power = 650W max

Ta có thể tính ra công suất các đường điện như sau:

+3.3V: 100W

Vì thế, bạn nên xem xét cẩn thận khi gặp một bộ nguồn công suất cao với giá quá rẻ Chất lượng luôn tỉ lệ thuận với giá thành, đó là lý do tại sao bạn nên chọn sản phẩm của những nhà sản xuất uy tín Luôn chú ý đọc các thông số thật cẩn thận và đừng bỏ qua bất cứ chi tiết nào Ví dụ, Antec có tới

3 chủng loại nguồn 480W khác nhau Phiên bản TruePower có đường 12V lên tới 28A trong khi TrueBlue chỉ có 22A mà thôi Bạn nên tìm hiểu ý kiến từ bạn bè hay các nguồn thông tin trực tuyến

về những thông số của bộ nguồn mà mình định mua cũng như đọc các bài giới thiệu sản phẩm trướckhi đưa ra quyết định

MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA CÁC LOẠI NGUỒN HÀNG HIỆU

Những nhà sản xuất tên tuổi thường tung ra thị trường rất nhiều sản phẩm đa dạng, phong phú về mẫu mã và tính năng Hiện nay bạn có thể tìm thấy các loại nguồn với những tính năng phụ khá hấp dẫn như sau:

- Đồng hồ đo tải: lọai bộ nguồn này sẽ thông báo cho người dùng biết tổng công suất hệ thống đang

sử dụng là bao nhiêu Các mức chỉ số được theo dõi liên tục trong chế độ thời gian thực, nhờ thế bạn có thể tiến hành nâng cấp khi nhận thấy bộ nguồn liên tục bị quá

tải

- Dây điện riêng cho quạt: Một số nguồn điện có riêng dây Molex 4

chân với kí hiệu "Fan Only" để người dùng gắn các loại quạt làm mát

vào đó Thông thường những nguồn này cũng sẽ kèm theo chiết áp

để chỉnh điện thế của dây Fan Only để thay đổi tốc độ quay của quạt

- Dây điện được bọc dạng tròn: Mỗi dây nguồn đều gồm nhiều sợi

nhỏ nên sẽ khá vướng víu khi đưa vào bên trong case máy tính, vấn đề được giải quyết bằng cách

bó gọn chúng trong ống lưới hay vỏ sợi kim loại chống nhiễu Độc đáo hơn, một số dây nguồn còn cólớp bảo vệ UV, phát sáng khi bị tia cực tím chiếu vào

- Lưới thoát nhiệt hình tổ ong: Với những bộ nguồn thoát nhiệt bằng quạt gió thông dụng, dạng

lưới tổ ong sẽ cho phép luồng không khí đi qua dễ dàng, tăng mức giảm nhiệt, tăng công suất và tuổithọ của thiết bị Bạn cũng sẽ gặp các sản phẩm với lưới dạng tròn hoặc dạng dải, tuy nhiên hiệu năng kém hơn

- Fanless Design – SuperQuiet: Những nguồn với chứng

nhận dạng này thường tập trung xử lý vấn đề tiếng ồn nhờ lớp vỏ nhôm Bên trong là các khối tản nhiệt đồng cực lớn kèm theo hệ thống ống dẫn nhiệt heatpipe đồ sộ Nhờ khả năng truyền tải nhiệt hiệu quả của các heatpipe (Xem thêm

"Tản nhiệt kim loại – Lý thuyết và thực tế", ID: A0603_124) kèm theo những lá đồng nên các bộ nguồn loại này không cần tới quạt làm mát và tuyệt đối không phát sinh âm thanhnào trong khi hoạt động Một số thử nghiệm của diễn đàn

XtremeVN (www.xtremevn.com) trong điều kiện môi trường Việt Nam cho thấy nhiệt độ nguồn vẫn khá ổn định

ở mức dưới 50 độ C khi hoạt động "hết mình"

- Modular Concept: Như đã đề cập ở trên, những bộ

nguồn được thiết kế kiểu này cho phép tháo rời các dây cắm và chỉ sử dụng những sợi nào cần thiết để tiết kiệm diện tích vốn khá chật hẹp bên trong case

- Tích hợp UPS: Một số bộ nguồn có tích hợp thành phần lưu điện

UPS sẵn để hỗ trợ người dùng trong các tình huống mất điện bất chợt Ưu điểm của các sản phẩm dạng này là bạn sẽ không cần phải mua thêm bộ lưu điện bên ngoài tuy nhiên khi ắc quy bị chai hoặc trục trặc sẽ rất khó thay thế

- Khe điện phía sau: Việc đưa cổng molex ra phía sau của nguồn

sẽ đem lại nhiều lợi ích hơn bạn tưởng Những loại đèn trang trí, các ổ đĩa cứng gắn ngoài qua giao tiếp e-SATA thường thấy trên các BMC đời mới sẽ thực sự được hưởng lợi từ kiểu thiết kế này

- Bộ nguồn đôi: Một số bộ nguồn hoặc case máy tính cao cấp

thường tặng kèm người dùng một cáp chuyển cho phép cắm 2 bộ nguồn cùng nuôi máy tính để tăng công suất Thiết kế này đòi hỏi bạn phải tự bố trí thêm khoảng trống cho bộ nguồn thứ hai.

Bộ nguồn có chất lượng tốt

Bộ nguồn kém chất lượng

KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG DÒNG ĐIỆN

Có nhiều cách thức để kiểm tra dòng điện mà bộ nguồn cung cấp cho máy tính của bạn Bộ nguồn tốt phải cung cấp được dòng điện "sạch" cho các linh kiện Có nhiều người cho rằng các đường điện càng cao sẽ càng tốt nhưng thực tế điều này không đúng Vấn đề ổn định dòng điện phải được đặt lên hàng đầu Thao tác căn chỉnh các đường điện lên thật cao để khi

hệ thống tải nặng chúng tụt xuống mức vừa đúng là chuyện lợi bất

cập hại Để theo dõi đường điện của bộ nguồn mới mua, bạn có thể

sử dụng một số phần mềm chuyên dụng như Speedfan

(www.almico.com) với chức năng lập biểu đồ theo thời gian

Tất nhiên, giá trị cụ thể của các dòng điện do chương trình đưa ra

chỉ mang tính tham khảo Để có con số chính xác, bạn nên sử dụng

các thiết bị đo chuyên dụng

Có thể sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tò mò kiểm tra lại bộ nguồn mà mình đang sử dụng và giật mình khi thấy những nhược điểm của nó hoặc hài lòng vì mình đã có lựa chọn sáng suốt Nhìn chung, trong lần ráp máy tính tiếp theo, hãy dành cho bộ nguồn một sự quan tâm xứng đáng Nếu bạn dự kiến chi hơn 1000 USD cho máy tính của mình, nên dành 10% cho bộ nguồn Chọn lựa đúng

bộ nguồn sẽ đem lại sự ổn định và tuổi thọ lâu dài cho toàn hệ thống

Chuẩn ATX 1.3 và 2.x

Hiện có 2 chuẩn ATX phổ biến là chuẩn 1.3 và chuẩn 2.x.

ATXV1.3 chỉ có 1 đường (rail) 12V và có thể có hoặc không có đầu cấp nguồn SATA, thường thì các bộ nguồn chuẩn ATX V1.3 có hiệu suất thấp – chỉ đạt khoảng 60 % - và có đường điện chính là đường 5V (thích hợp cho những BMC cấp nguồn 5V cho CPU như BIOSTAR M7NCG và một số BMC AMD khác).

Các bộ nguồn ATX 2.x có đường điện chính là đường 12V, đều có trang bị đầu cấp nguồn SATA, PCie (VGA) bên cạnh những đầu cấp nguồn HDD, FDD thông thường Hiệu suất của bộ nguồn ATX 2.x thường đạt trên70% Xu hướng chuẩn ATX 2.x đang dần thay thế chuẩn ATX 1.3.

Đầu cấp nguồn SATA Có Có - Hiệu suất thấp nhất 72 % 70 % 60 % Đường điện chính 12 V 12 V 5 V

Lịch sử phát triển của CPU

Intel là nhà tiên phong trong việc sản xuất bộ vi xử lý (BVXL) khi tung ra Intel 4004 vào năm

1971 Khả năng tính toán của Intel 4004 chỉ dừng lại ở hai phép toán: cộng hoặc trừ và nó chỉ

có thể tính toán được 4 bits tại một thời điểm Điều đáng kinh ngạc ở đây là toàn bộ "cỗ máy" tính toán được tích hợp "nằm" gọn trên một chip đơn duy nhất Trước khi cho ra đời Intel 4004,các kỹ sư đã chế tạo ra máy tính hoặc là từ một tổ hợp nhiều chip hoặc là từ các thành phần linh kiện rời rạc

Thế nhưng BVXL đầu tiên "đặt chân" vào ngôi nhà số của chúng ta hiện nay lại không phải là Intel 4004 mà là BVXL thế hệ kế tiếp của nó - Intel 8080, một máy tính 8-bit hoàn hảo trên một chip duy nhất, được giới thiệu vào năm1974 Trong khi đó, Intel 8088 mới là thế hệ BVXL đầu tiên "loé sáng" thực sự trên thị trường Được giới thiệu năm 1979 và sau đó được tích hợp vào các máy tính cá nhân IBM xuất hiện trên thị trường vào năm 1982, Intel 8088 có thể được xem như "người tiền nhiệm chính" của các bộ xử lý thế hệ tiếp theo: Intel 80286, 80386,

80486 rồi đến Intel Pentium, Pentium Pro, Pentium II, III và IV Do tất cả đều được cải tiến dựa trên thiết kế cơ bản của Intel 8088 Ngày nay, BVXL Intel Pentium 4 có thể thực hiện bất

kỳ đoạn mã nào đã chạy trên BVXL Intel 8088 nguyên thuỷ nhưng với tốc độ nhanh hơn gấp

5000 lần

Quá trình phát triển của CPU Intel

Bảng dưới đây sẽ giúp bạn hiểu được sự khác biệt giữa các bộ xử lý mà Intel đã giới thiệu qua các năm:

Diễn giải:

Micros: là chiều rộng, tính bằng Microns, của dây dẫn nhỏ nhất trên chip Để bạn dễ hình

dung, tóc người có độ dày là 100 microns Và như bạn thấy thì kích thước đặc trưng của chip giảm xuống thì số lượng transistor tăng lên

Data Width: là chiều rộng của ALU Một ALU 8 bit có thể cộng/trừ/nhân/… 2 số 8 bit, trong khi

một ALU 32 bit có thể tính toán các số 32 bit Một ALU 8 bit sẽ phải thực hiện 4 chỉ lệnh để cộng hai số 32 bit, trong khi một ALU 32 bit có thể làm việc này chỉ với một chỉ lệnh duy nhất Trong đa số trường hợp, tuyến dữ liệu ngoại có cùng độ rộng với ALU, nhưng không phải lúc nào cũng vậy Chip 8088 có các ALU 32 bit, và một tuyến 8 bit Trong khi các CPU Pentium mớitìm nạp dữ liệu 64 bit tại cùng một thời điểm cho các ALU 32 bit của chúng

MIPS: viết tắt của cụm "millions of instructions per second", là thước đo tương đối cho hiệu

năng của CPU Các CPU thế hệ mới hiện nay có thể làm rất nhiều việc khác nhau khiến việc đánh giá bằng các giá trị MIPS mất dần ý nghĩa của chúng Tuy nhiên, bạn có thể có được phánđoán chung về sức mạnh tương đối của các CPU từ cột này

Từ bảng trên, chúng ta dễ dàng nhận thấy có một mối quan hệ giữa tốc độ đồng hồ và MIPS Ngoài ra, cũng có một mối quan hệ giữa số lượng transistor và MIPS Lấy ví dụ, chip 8088 chạy ở tốc độ 5 Mhz nhưng chỉ có thể thực hiện được 0.33 MIPS (khoảng 1 chỉ lệnh trên 15 chu kỳ nhịp đồng hồ) Trong khi các CPU thế hệ mới có thể thi hành bình thường ở tốc độ: 2 chỉ lệnh trên một chu kỳ nhịp đồng hồ Việc cải tiến đó liên quan trực tiếp đến số lượng transistor trên chip.

Loa hoạt động như thế nào?

Một vật muốn phát ra âm thanh thì vật đó phải rung động Loa cũng vậy Loa điện động là loại thông dụng nhất hiện nay Cấu tạo bao gồm: khung loa, màng loa và phần động cơ tạo sự rungđộng cho màng loa (bao gồm toàn bộ cuộn dây di động được gắn với màng loa và nam châm vĩnh cửu tạo nên phần động cơ) Tín hiệu âm thanh dạng điện, từ bộ khuếch đại công suất (amplifier) được đưa vào cuộn dây tạo nên một trường điện từ thay đổi xung quanh cuộn dây

Từ trường này tác động với từ trường phát sinh bởi nam châm vĩnh cửu được giữ cố định vào khung loa, nên khi có sự khác biệt cực tính giữa nam châm điện (cuộn dây di động) và nam châm vĩnh cửu, hiện tượng hút/đẩy sẽ xảy ra, tạo nên sự rung động của màng loa Khi màng loa rung động, màng loa di chuyển tới lui tạo một lực áp lên các phần tử không khí chung quanh nó, tạo ra âm thanh mà ta nghe được

Các loa có hỗ trợ chuẩn Dolby Digital, EAX có ưu điểm như thế nào so với các loa âm thanh thông thường khác?

Các loa hỗ trợ chuẩn Dollby Digital có số lượng loa nhiều hơn 6 (đối với hệ thống loa 5.1 sẽ có 5loa vệ tinh và 1 loa siêu trầm) nhằm tạo ra hiệu ứng âm thanh sống động

Chuẩn Dollby Digital, DTS… cho âm thanh trung thực, cùng với các hiệu ứng xoay vòng

(surround), tạo ra hiệu quả âm thanh sống động mà ta thường nghe trong các phim hành động

Và với các hệ thống loa này, người sử dụng có thể thưởng thức âm thanh tại nhà giống như hệ thống âm thanh trong các rạp chiếu phim cao cấp

Bo mạch chủ hoạt động như thế nào?

Bo mạch chủ đã được xem như một khái niệm mới khi máy tính cá nhân và máy tính nhỏ (Microcomputer) đang dần trở nên phổ biến Trước khi có các mạch tích hợp, các thành phần riêng biệt của máy tính được lắp trên các bo mạch khác nhau hoặc các thành phần khác nhau được lắp trên nhiều bo mạch Ngày nay, các thành phần ấy tập trung hoạt động trên cùng một

bo mạch gọi là bo mạch chủ Các nhà sản xuất bo mạch chủ cũng đạt được những bước tiến xa hơn trong việc tích hợp thêm nhiều bo mạch mở rộng thông dụng khác như đồ họa, âm thanh, mạng và các mạch điều khiển ổ đĩa,…

Bất kỳ một bo mạch chủ nào cũng đều được thiết kế để hỗ trợ các thành phần chính sau: bộ

vi xử lý (BXL), bộ nhớ và các hệ thống vào/ra (I/O) và được chứa trong cùng một thùng máy Hai yếu tố chính xác định một bo mạch chủ:

1/ Tốc độ và loại bộ vi xử lý.

2/ Kiến trúc Bus Chính vì lẽ đó, bo mạch chủ đã và sẽ thay đổi tương ứng với mỗi lần nhà SX

tung ra các BXL và kiến trúc Bus mới Các BXL nhanh hơn sẽ cho tốc độ trình diễn tốt hơn bên cạnh các kiến trúc Bus mới sẽ gia tăng tốc độ truyền tải dữ liệu Ở các máy tính cá nhân thế hệđầu tiên, độ rộng của kiến trúc Bus là 8 bit và chỉ có thể truyền tải dữ liệu ở tốc độ 1 Mb/s nhưng kết quả của sự cải tiến và phát triển kiến trúc Bus đã cho thấy sự cải thiện tốc độ rõ rệt như tuyến ISA 16 bit cho tốc độ truyền tải lên 8 Mb/s, tuyến VESA 32 bit cung cấp tốc độ 150 Mb/s, tiếp theo là PCI 32 bit hoặc 64 bit hỗ trợ 264 Mb/s và tuyến AGP 64 bit mới hỗ trợ tốc độtruyền dữ liệu trên 528 Mb/s Việc mở rộng kiến trúc bus kéo theo nhiều thay đổi và cải tiến nhưng luôn luôn mang tính tương thích ngược Vì vậy một bo điều hợp được thiết kế cho các máy tính cá nhân IBM nguyên thủy vẫn có thể làm việc tốt trên các hệ thống Pentium mới Thực chất của việc mở rộng kiến trúc bus là mở rộng tuyến nội của bộ vi xử lý và mở rộng các chip thêm vào để hỗ trợ việc truy cập bộ nhớ trực tiếp (DMA -Direct Memory Access), các ngắt (Interupts), các bộ đếm (Counters), bộ tính thời gian, các cầu nối và bộ đệm BXL trên bo mạch chủ thế hệ mới được xem như là bộ phận quan trọng nhất và được lắp trên đế cắm (socket) thay vì hàn trực tiếp như trước đây Các đế cắm được thiết kế cho phép cắm nhiều loạiBXL có tốc độ khác nhau Từ đó, người sử dụng có thể nâng cấp lên các BXL mạnh hơn Khi lắp đặt BXL, bạn phải gắm nó vào đế cắm này nhưng lưu ý là lực ép cho phép rất nhỏ BXL sẽ đượckhóa với một bẫy khóa, kẹp các chân của nó vào đế cắm Ngoài ra, cũng có các bo mạch chủ cho phép lắp nhiều hơn một BXL Thường các bo mạch chủ loại này được dùng trong các hệ thống máy tính trạm hoặc máy chủ cần đến năng lực xử lý lớn

BXL giao tiếp với bộ nhớ hệ thống (DRAM-Dynamic Random Access Memory) qua một cầu nối.Tuy nhiên, tốc độ bộ nhớ hệ thống hiện tại vẫn chưa bắt kịp tốc độ của các BXL thế hệ mới Trong khi đó, chiếc cầu nối lại bị ảnh hưởng đáng kể bởi thời gian trể, mạch ghép và tốc

độ "làm tươi" của DRAM Có một loại bộ nhớ nhỏ hơn gọi là bộ nhớ đệm (cache) được đặt giữa BXL và DRAM Bộ nhớ đệm có tốc độ nhanh hơn rất nhiều so với bộ nhớ DRAM và trên các BXL thế hệ mới nó được đặt trên cùng một "bánh" silicon với BXL và có cùng tốc độ với tốc độ của BXL Bộ nhớ đệm truyền thống được thiết kế sử dụng loại RAM tĩnh, được lắp trên các khối nhỏ

và được quản lý bởi mạch điều khiển cache Mạch điều khiển DRAM trên các bo mạch thế hệ mới nằm trên cùng một chip như mạch điều khiển cache Mạch điều khiển cache nạp dữ liệu vào SRAM từ DRAM, do đó các dữ liệu và chỉ lệnh được truyền đến BXL với tốc độ cao nhất Tuyến nội của BXL được nối đến các tuyến PCI và ISA bằng các chip cầu nối Chip cầu nối bus PCI thay đổi thiết kế cùng với sự thay đổi của mỗi BXL Cầu nối ISA bao gồm tất cả các thiết kếlõi dành cho tuyến 16 bit kiểu AT của các máy tính cá nhân IBM nguyên thủy, bao gồm mạch điều khiển DMA 8237, mạch điều khiển ngắt 8259, và các chíp đếm/tính thời gian 8254 Chíp này cho phép tương thích ngược với các giao tiếp và thiết bị mở rộng loại cũ

Dynamic Random Access Memory – Ram động

Một loại chip nhớ truy cập ngẫu nhiên ( RAM), biểu hiện các trạng thái nhớ bằng những tụ tích trữ điện tích Vì các tụ điện này thường xuyên bị mất điện tích của mình, cho nên các chip DRAM phải được "làm tươi" lại liên tục (vì vậy gọi là "động")

Ở các máy tính cá nhân đời đầu, cổng và thiết bị điều khiển bàn phím được kết hợp trên bo mạch chủ Trong khi các thiết kế mới hiện nay cho phép cổng nối tiếp (Serial) được tích hợp ngay trên bo mạch chủ Bàn phím sử dụng bộ điều hợp giao tiếp nối tiếp để truyền và nhận dữ liệu 1 bit tại một thời điểm, cho đến khi một khối dữ liệu hoặc 1 lệnh được truyền đi hết Bàn phím và mạch điều khiển là loại đẳng thời nghĩa là dữ liệu và xung đồng hồ truyền, được đồng

bộ hóa trên đường xung nối tiếp và trên các cạnh của tín hiệu đồng hồ (Thiết bị điều hợp thiết lập một bit trên đường dữ liệu nối tiếp sau đó chuyển sang đường xung đồng hồ nối tiếp trên

bộ điều hợp, mỗi lần đường cổng nối tiếp chuyển trạng thái, bàn phím sẽ hồi đáp bằng cách truyền dữ liệu đến bo mạch chủ) Bàn phím AT sử dụng đầu nối DIN 5-chân Bàn phím PS/2 sử dụng bộ điều hợp DIN mini 6-chân Cổng PS/2 được tìm thấy trên tất cả các bo mạch chủ kiểu ATX Chip 8042 trên bo mạch chủ hỗ trợ một thiết bị phụ thứ hai, thường dùng nhất là chuột PS/2 Các tín hiệu giao tiếp dữ liệu và xung đồng hồ nối tiếp của bàn phím nối với chip 8042 sẽ lần lượt nối với tuyến 8 bit, tuyến ISA phụ hoặc tuyến X-nối với tuyến nội bằng cách sử dụng chip cầu nối PCI đến ISA (như đã đề cập phía trên) Bộ vi điều khiển 8042 gửi và nhận các lệnh, trạng thái và dữ liệu đến BXL bằng cách sử dụng các ngắt level 1 cho bàn phím và level

12 cho chuột PS/2 Bàn phím cũng có một mạch điều khiển nối với các tín hiệu dữ liệu và đồng

hồ để giao tiếp với mạch điều khiển bàn phím

ROM BIOS là một thiết bị chứa phần mềm để nạp hệ điều hành cơ bản đầu tiên từ thiết bị khởi động và thực hiện các bước tự kiểm tra lúc bật máy (Power on self-Tests-POST) Các BIOSmới hỗ trợ thêm các tính năng như Cắm và Chạy (Plug and Play – PnP), ACPI, USB,

Software Power-Off (tắt máy bằng phần mềm) và cổng AGP

Tất cả các bo mạch chủ từ thời máy tính cá nhân IBM đầu tiên đều có một đồng hồ thời gian thực (Real Time Clock-RTC) và một chíp tính Lịch (Calendar) Thiết bị này chứa một lượng nhỏ bộ nhớ không linh động Ngay cả khi hệ thống tắt điện, các thiết bị này vẫn tiếp tục chạy,

do được nuôi từ nguồn năng lượng Pin (cũng được lắp sẵn trên bo mạch chủ) Thiết bị

RTC/Calendar cung cấp dữ liệu ngày và giờ cho HĐH và có độ chính xác tương đối Chúng chứa

dữ liệu cấu hình cơ bản trong bộ nhớ không linh động

Nhưng nếu bạn ngắt kết nối Pin hoặc xảy ra tình trạng hết Pin, các thông tin cấu hình sẽ bị mất

Các bo mạch chủ hiện nay hỗ trợ ngay trên bo 2 cổng Enhanced ATA (IDE) Chuẩn giao tiếp ổđĩa này đã có một vài cải tiến cho phép hỗ trợ 4 ổ đĩa vật lý và tốc độ truyền dữ liệu cũng được gia tăng một cách đáng kể Giới hạn sức chứa của đĩa cứng cũng tăng và việc hỗ trợ ổ CD-ROM thông qua chuẩn ATAPI cũng được thêm vào Nhiều tốc độ và chế độ truyền dữ liệu được phát triển như chuẩn truyền dữ liệu PIO (Programmed I/O) và single word hay multiword DMA Chuẩn single word DMA truyền 16 bit dữ liệu trên một yêu cầu truyền DMA và chuẩn Multiword DMA truyền 16 bit dữ liệu liên tục trong khi khi tín hiệu DMA bật Trên các bo mạch chủ mới, tất cả 4 kênh IDE đều có khả năng làm chủ tuyến (Bus mastering) và có thể thiết lập nhiều tùychọn khởi động thay vì A: C: hoặc C: A: Cùng với việc hỗ trợ IDE, các bo mạch chủ thế hệ mớicòn bao gồm hai cổng giao tiếp nối tiếp hỗ trợ giao tiếp truyền không đồng bộ tiêu chuẩn qua cổng giao tiếp RS 232C Qua nhiều năm, cổng giao tiếp nối tiếp của PC được nâng cấp bằng một loạt các thiết bị UART Thiết bị NS16550 mới nhất cung cấp bộ đệm FIFO 16 Byte cho việcnhận và truyền dữ liệu và nó giới hạn nhu cầu của máy tính để phục vụ cho mỗi quá trình giao dịch dữ liệu bằng cách phục vụ (các ngắt) theo khối Thiết bị hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu tối đa

là 115 Kb/s Gần như mỗi PC thế hệ mới được tích hợp sẵn các bộ điều hợp và các cổng song song Các cổng này được biết đến dưới những cái tên như Parallel, LPT, PRN, IEEE 1284 và cổng máy in song song Máy PC nguyên thủy hỗ trợ 1 cổng máy in 8 bit có tốc độ truyền tải là

150 Kb/s Sau khi giao tiếp được cải tiến, nó được cho phép truyền dữ liệu trực tiếp 8 bit và chophép kết nối với các thiết bị không phải máy in Bên cạnh đó, cổng song song cũng được cải thiện hơn nữa với các chế độ truyền tải tốc độ cao cộng thêm và tăng cường thêm giao thức ghép nối cũng như hỗ trợ các vòng lệnh, vòng dữ liệu và đánh địa chỉ cho nhiều thiết bị luận lý

Một thiết bị khác cũng được tích hợp trên bo mạch chủ là cổng hồng ngoại (Infrared Port) Tuy nhiên, thiết bị này thường chỉ được tích hợp sẵn trên các máy tính xách tay Và khi hoạt động, nó sẽ chiếm tài nguyên của một cổng COM

Bộ đệm nhỏ nằm ngay trên BXL được gọi là bộ đệm L1 và bộ đệm lớn hơn ở bên ngoài gọi là

bộ đệm L2 Bộ đệm L1 nhận dữ liệu từ bộ đệm L2, còn bộ đệm L2 thì nhận dữ liệu từ bộ nhớ hệthống (DRAM) Bộ đệm L2 thông thường có kích thước là 256 Kb Việc gia tăng kích thước bộ đệm sẽ giảm hiệu quả khi kích thước vượt quá 1 MB

Đầu kết nối nguồn ATX trên bo mạch chủ cung cấp kết nối dạng socket cho đầu nối 20-chân

từ bộ nguồn ATX và hỗ trợ chuẩn ACPI Có nhiều kiểu kết nối và chức năng mới sẽ làm việc với

bộ nguồn ATX như Software Power-Off, Modem Ring Power-On và Alarm Wake Up

Cuối cùng là các mạch giám sát phần cứng được tích hợp sẵn trên hầu hết các bo mạch chủ thế hệ mới Các mạch giám sát này sẽ theo dõi nhiệt độ, điện áp và tốc độ quạt của hệ thống Thông qua các tiện ích quản lý, bạn sẽ kiểm tra được tình trạng cũng như nhận được các cảnh báo khi có sự cố xảy ra nhờ sự hoạt động của các mạch giám sát này

Bo mạch đồ họa AGP hoạt động như thế nào?

Bạn trỏ, nhấn Bạn kéo, thả Bạn đóng, mở tập tin ở các cửa sổ khác nhau Bạn xem phim và chơi trò chơi máy tính ở chế độ toàn màn hình, đắm chìm trong thế giới huyền ảo của hình đồ họa 3 chiều Đây là những thứ mà chúng ta thường thấy trên máy tính

Mọi thứ bắt đầu vào năm1973, khi hãng Xerox trình làng Alto, máy vi tính đầu tiên trên thế giới sử dụng giao diện người dùng đồ họa (GUI) Và chính sự cách tân này đã thay đổi hoàn toàn cách thức mà chúng ta làm việc với máy tính

Ngày nay, tất cả mọi lĩnh vực sử dụng máy tính, từ việc tạo các ảnh động đến các tác vụ cơ bản như xử lý văn bản, thư điện tử… đều sử dụng hình ảnh để tạo ra môi trường làm việc trực quan hơn cho người sử dụng Thiết bị phần cứng hỗ trợ các hình ảnh đồ họa này được gọi là bo mạch đồ họa Cách thức mà bo mạch này kết nối với máy vi tính lại là điểm then chốt trong khả năng dựng hình của máy tính Vì vậy chúng ta hãy làm quen với khái niệm AGP hay Accelerated Graphics Port, cổng kết nối cao tốc dành riêng cho bo mạch đồ họa

"Vứt bỏ" tuyến (bus)

Năm 1996, Intel giới thiệu AGP như là một cách gia tăng hiệu năng của máy tính để phát các luồng video và dựng hình 3 chiều thời gian thực Và kể từ đó, AGP trở thành một chuẩn vô cùng phổ biến Trước đây, chúng ta sử dụng tuyến PCI - Peripheral Component Interconnect đểgửi thông tin từ bo mạch đồ họa đến CPU Con đường này cho phép nhiều gói thông tin từ nhiều nguồn khác nhau có thể di chuyển cùng lúc trên nó Vì vậy, thông tin từ bo mạch đồ họa

sẽ song hành cùng các thông tin khác đến từ các thiết bị cũng được kết nối với tuyến PCI Khi toàn bộ luồng thông tin này đến CPU, chúng sẽ phải xếp hàng đợi trước khi được "gặp" CPU Vàmột hệ thống như vậy đã làm tốt công việc của nó trong nhiều năm Nhưng khi Internet cũng như hầu hết các phần mềm ngày nay đều được thiết kế hướng đến giao diện đồ họa đa dạng vàphức tạp, thì đường thông tin của bo mạch đồ họa cần được ưu tiên hơn so các thiết bị PCI khác

Thực chất, AGP được thiết kế dựa trên nền tảng của tuyến PCI, nhưng không giống như một tuyến, nó cung cấp kết nối điểm-điểm chuyên biệt từ bo mạch đồ họa đến thẳng CPU Nhờ vậy,

AGP giúp máy tính của chúng ta cải thiện đáng kể hiệu năng truy suất thông tin cần thiết

nhằm phục vụ cho việc dựng hình phức tạp

AGP được xây dựng từ ý tưởng cải tiến cách thức mà tuyến PCI truyền dữ liệu đến CPU Intel

đã làm được điều này bằng cách đánh địa chỉ tất cả các vùng, nơi tuyến PCI truyền tải dữ liệu gặp phải hiện tượng "thắt cổ chai" trong hệ thống Bằng cách tháo gỡ nút kẹt của dữ liệu, AGP

đã giúp gia tăng tốc độ truyền tải cho phép máy tính của chúng ta có thể vừa dựng hình, vừa

sử dụng các nguồn tài nguyên một cách hiệu quả hơn, nhằm giảm thiểu sự "kéo lê" chung cho

cả hệ thống Đây là phương thức mà AGP dùng để cải thiện tốc độ truyền:

Dedicated port – Phương thức sử dụng đường truyền riêng biệt Từ nay, thông tin đến và ra

bo mạch đồ họa sẽ được lưu thông trên một tuyến "huyết mạch" đến thẳng CPU Ngoài bo mạch đồ họa ra, không có bất cứ thiết bị nào nối với AGP Nhờ vậy, bo mạch đồ họa luôn luôn hoạt động với khả năng nối kết cao nhất

Pipelining – Đây là phương thức tổ chức dữ liệu cho phép bo mạch đồ họa nhận và hồi đáp

nhiều gói dữ liệu chỉ với một yêu cầu duy nhất Bạn hãy xem ví dụ đơn giản của phương thức này:

Với AGP, bo mạch đồ họa có thể nhận một yêu cầu duy nhất về toàn bộ thông tin cần thiết đểdựng một hình riêng biệt, rồi gửi nó ra ngoài cùng 1 lúc Với PCI, bo mạch đồ họa sẽ nhận thông tin độ cao của ảnh và đợi… sau đó đến chiều dài của ảnh, đợi… rồi đến chiều rộng của ảnh và đợi… sau đó kết hợp các dữ liệu lại với nhau rồi mới gửi ra ngoài

Sideband addressing – Giống như việc gửi một lá thư Tất cả các yêu cầu và thông tin được

gửi từ bộ phận này đến bộ phận khác trong máy tính phải có một địa chỉ chứa "Đến" và "Từ" trong một gói dữ liệu Điều này tương đương với việc cho một thẻ địa chỉ vào bì thư khi bạn gửimột lá thư đến bạn của bạn Lúc này, bưu điện sẽ phải mở bì thư, lấy thẻ địa chỉ ra để tìm địa chỉ mà bạn muốn gửi Việc làm này tốn khá nhiều thời gian của bưu điện Đó là chưa kể, thẻ địa chỉ còn chiếm không gian trong bì thư Dẫn đến hạn chế về mặt số lượng nếu bạn muốn gửikèm thêm một vài thứ linh tinh khác

Với Sideband addresing, AGP đưa ra thêm 8 đường cho gói dữ liệu, chỉ để đánh địa chỉ Việc làm này giống như việc đặt thẻ địa chỉ ra ngoài bì thư giúp giải phóng băng thông của đường

dữ liệu Thêm vào đó, nó không lấy mất tài nguyên hệ thống chỉ dùng cho việc: mở gói dữ liệu

để đọc địa chỉ

PCI: "ngốn" RAM

Tốc độ không chỉ là lợi điểm duy nhất mà AGP có thể mang lại so với người tiền nhiệm của nó– PCI AGP tổ chức tốt hơn quá trình dựng hình bằng cách sử dụng bộ nhớ hệ thống hiệu quả hơn

Bất cứ hình ảnh 3 chiều nào mà bạn thấy trên máy tính đều được xây dựng bởi các biểu đồ vân Các biểu đồ vân cũng giống như việc bọc giấy Máy tính của bạn lấy các hình ảnh 2 chiều, phẳng rồi gói xung quanh nó một tập hợp các thông số được cung cấp bởi bo mạch đồ họa để tạo nên "diện mạo" của một hình 3 chiều Hãy nghĩ quá trình này như việc gói một cái hộp vô hình bằng tờ giấy gói để cho thấy kích thước của cái hộp Hiểu được điều này khá quan trọng bởi việc tạo và lưu giữ các bản đồ vân là những công việc chính làm tiêu hao bộ nhớ của bo mạch đồ họa và hệ thống máy tính của chúng ta

Với một bo mạch đồ họa PCI, một bản đồ vân sẽ được lưu 2 lần Đầu tiên, bản đồ vân được nạp từ đĩa cứng vào bộ nhớ hệ thống (RAM) cho đến khi nó được sử dụng Ngay khi được yêu cầu, nó sẽ được đẩy ra khỏi bộ nhớ và đưa đến CPU để xử lý Khi CPU xử lý xong, nó được gửi qua tuyến PCI đến bo mạch đồ họa, nơi nó được lưu một lần nữa vào framebuffer của bo mạch.Framebuffer là nơi bo mạch đồ họa lưu giữ hình ảnh khi dựng hình Nhờ vậy, hình ảnh có thể

dễ dàng được làm tươi mỗi khi cần đến Tất cả việc lưu trữ và gửi dữ liệu giữa hệ thống và bo mạch đồ họa đều ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ chung của cả hệ thống

AGP : tiết kiệm RAM

AGP cải tiến quá trình lưu bản đồ vân bằng cách cho phép HĐH trực tiếp chỉ định lượng RAM

sử dụng bởi bo mạch đồ họa Loại bộ nhớ này được gọi là bộ nhớ AGP (AGP Memory) hay bộ nhớ video không cục bộ Bằng cách tận dùng lượng RAM nhanh và phong phú được sử dụng bởi HĐH để lưu các bản đồ vân, AGP giảm số lượng bản đồ phải được lưu vào bộ nhớ của bo mạch đồ họa Thêm vào đó, kích cỡ bản đồ vân mà máy tính có khả năng xử lý không còn bị giới hạn bởi lượng bộ nhớ của bo mạch đồ họa

Một cách khác giúp AGP tiết kiệm RAM là nó chỉ lưu bản đồ vân một lần Nó làm việc này bằng cách sử dụng một "mánh" nhỏ là sử dụng Bảng Ánh Xạ Lại Địa Chỉ Đồ Họa - Graphics Address Remapping Table (GART) GART lấy phần bộ nhớ hệ thống mà AGP mượn, để lưu các bản đồ vân cho bo mạch đồ hoạ và đánh lại địa chỉ cho nó Địa chỉ mới được cung cấp bởi GART

sẽ khiến CPU nghĩ là bản đồ vân đang được lưu trên framebuffer của bo mạch đồ họa GART có thể đặt các bit thông tin và các mẩu bản đồ ở khắp nơi trên bộ nhớ hệ thống, nhưng khi CPU cần đến, miễn là nó có liên quan đến bản đồ vân thì các thông tin này sẽ "có mặt ngay"