Giáo trình Lắp ráp và cài đặt máy tính

Thông thường một hệ thống máy tính không nên thường xuyên sử dụng đến công suất cực đại liên tục bởi khi này một trong các linh kiện điện tử trong nguồn máy tính làm việc đạt đến (hoặc[r]

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH



THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH



GIÁO TRÌNH

MÔ ĐUN: LẮP RÁP CÀI ĐẶT MÁY TÍNH NGÀNH: QUẢN TRỊ MẠNG MÁY TÍNH, CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP/CAO ĐẲNG

THÔNG TIN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

Họ tên: Nguyễn Đức Thụy

DUYỆT

Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 08, năm 2020

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

Giáo trình Lắp ráp cài đặt máy tính được biên soạn căn cứ theo đề cương chi tiết ngành Quản trị mạng máy tính trình độ trung cấp và cao đẳng Giáo trình này trình bày những vấn đề cơ bản nhất của môn lắp ráp cài đặt máy tính Bao gồm 2 bài lớn, Các bài này được trình bày rõ ràng, ngắn gọn và minh họa bằng hình ảnh đầy đủ

Trong quá trình biên soạn giáo trình, tác giả đã nhận được sự đóng góp, giúp đỡ quý báu của đồng nghiệp khoa Công nghệ thông tin, của thầy cô Ban Giám Hiệu nhà trường Tôi xin chân thành cảm ơn và hy vọng giáo trình này sẽ giúp cho việc dạy và học của môn lắp ráp cài đặt máy tính được tốt hơn

TP Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 08 năm 2020

Tham gia biên soạn Nguyễn Đức Thụy

Mục lục

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 1

Bài 1 Lắp ráp máy tính 2

Mục tiêu: học xong bài này, sinh viên có thể: 2

1.1 Tổ chức máy tính – Phần cứng – Phần mềm 2

1.1.1 Tổng quan lịch sử máy tính 2

1.1.1.1 Một số khái niệm chung về máy tính 2

1.1.1.2 Sơ lược lịch sử phát triển của máy tính: 4

1.1.2 Tổ chức máy tính: 5

1.1.2.1 Khối ngoại vi: 6

1.1.2.2 Khối trung tâm: 6

1.1.3 Phần cứng – phần mềm 6

1.1.3.1 Phần cứng (hardware): 6

1.1.3.2 Phần mềm (software): 6

1.1.4 Thành phần cơ bản của máy tính 6

1.1.5 Bài tập 10

1.2 Bộ nguồn – Vi xử lý 10

1.2.1 Bộ nguồn 10

1.2.1.1 Nhiệm vụ và đặc điểm 10

1.2.1.2 Phân loại: 11

1.2.1.3 Các kết nối đầu ra của nguồn máy tính: 12

1.2.1.4 Quy ước đầu dây và cấp điện áp trong nguồn máy tính: 12

1.2.1.5 Công suất và hiệu suất: 13

1.2.1.6 Giải nhiệt trong nguồn máy tính 14

1.2.1.7 Một bộ nguồn tốt cần đảm bảo những yếu tố sau: 16

1.2.2 Vi xử lý 17

1.2.2.1 Nhiệm vụ & đặc điểm 17

1.2.2.2 Cấu tạo và Các tham số của bộ xử lý 17

1.2.3 Bài tập 26

1.3 Bo Mạch Chủ 26

1.3.3 Phân loại mainboard 32

1.3.4 Bài tập 32

1.4 Bộ nhớ chính - Chuẩn thiết bị lưu trữ 33

1.4.1 Giới thiệu về bộ nhớ chính (trong) 33

1.4.2 Chuẩn thiết bị lưu trữ: 37

1.4.2.1 Giới thiệu 37

1.4.2.2 Phân loại 37

1.4.3 Bài tập 39

1.5 Thiết bị lưu trữ - Chuẩn giao tiếp – Thiết bị ngoại vi 39

1.5.1 Thiết bị lưu trữ 39

1.5.1.1 Ổ đĩa cứng 39

1.5.2 Chuẩn giao tiếp: 46

1.5.3 Thiết bị ngoại vi: 54

1.5.4 Bài tập 69

1.6 Lựa chọn cấu hình và lắp ráp máy tính 69

1.6.1 Xác định mục đích sử dụng 69

1.6.2 Lựa chọn linh kiện 70

1.6.3 Bài tập 73

Bài 2 Cài đặt phần mềm 74

Mục tiêu: học xong bài này, sinh viên có thể: 74

2.1 Thiết lập BIOS 74

2.1.1 Giới thiệu 74

2.1.2 Thiết lập BIOS 75

2.1.3 Giới thiệu UEFI 78

2.1.4 Thiết lập UEFI 79

2.1.5 Bài tập 81

2.2 Phân khu và định dạng ổ cứng 81

2.2.1 Giới thiệu 81

2.2.3 Các bước thực hiện 84

2.2.4 Bài tập 86

2.3 Cài đặt hệ điều hành 86

2.3.1 Cài đặt đơn hệ điều hành 86

2.3.2 Cài đặt đa hệ điều hành 91

2.3.3 Bài tập 97

2.4 Cài đặt Driver, cài đặt phần mềm, tăng tốc và tối ưu hệ điều hành 97

2.4.1 Cài đặt Driver 97

2.4.3 Cài đặt các chương trình ứng dụng thông dụng 105

2.4.4 Tăng tốc, tối ưu hệ điều hành 120

2.4.5 Bài tập 129

2.5 Sao lưu và phục hồi ổ đĩa 129

2.5.1 Giới thiệu 129

2.5.2 Norton Ghost 129

2.5.3 Acronis True Image 137

2.5.4 Bài tập 142

Tài liệu tham khảo 143

- Ý nghĩa và vai trò của mô đun:

Đây là mô đun đào tạo cơ sở ngành, cung cấp cho sinh viên các kỹ năng cơ bản nhất

về máy tính, biết cách lựa chọn các thành phần và lắp ráp máy tính của nghề

Mục tiêu của mô đun:

 Trình bày được kế hoạch lắp đặt cấu hình máy theo yêu cầu người sử dụng

 Trình bày được quy trình lắp ráp các linh kiện máy tính

 Trình bày được quy trình cài đặt hệ thống máy tính

- Về kỹ năng:

 Phân biệt được các linh kiện máy tính

 Thực hiện được từng bước việc lắp ráp một bộ máy vi tính

 Thực hiện được từng bước cài đặt hệ điều hành Windows

 Thực hiện được từng bước sao lưu và phục hồi ổ đĩa

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

 Có thái độ làm việc nghiêm túc, thận trọng và tinh thần trách nhiệm cao đối với công việc được giao

 Có niềm đam mê theo đuổi nghề nghiệp

 Có sự tự tin và tính chuyên nghiệp

 Có tinh thần làm việc nhóm cao, biết phối hợp cùng nhau giải quyết vấn đề

Bài 1 Lắp ráp máy tính

Mục tiêu: học xong bài này, sinh viên có thể:

 Trình bày được khái niệm, các thông số và đặc tính kỹ thuật của các thiết bị phần cứng máy tính

 Trình bày được chức năng, cấu trúc, cách thức hoạt động và công nghệ tích hợp trên các thiết bị phần cứng máy tính

 Trình bày được kế hoạch lắp đặt cấu hình máy theo yêu cầu người sử dụng

 Trình bày được quy trình lắp ráp các linh kiện máy tính

 Phân biệt được các linh kiện máy tính

 Thực hiện được từng bước việc lắp ráp một bộ máy vi tính

1.1 Tổ chức máy tính – Phần cứng – Phần mềm

1.1.1 Tổng quan lịch sử máy tính

1.1.1.1 Một số khái niệm chung về máy tính

- Máy tính (computer) là một thiết bị điện tử dùng để tính toán, xử lý dữ liệu theo chương trình đã lập trình trước Máy tính thực hiện các công việc sau: Nhận thông tin vào, xử lý thông tin theo chương trình được nhớ sẵn bên trong bộ nhớ, xuất thông tin ra Chương trình (program) là dãy các lệnh nằm trong bộ nhớ để yêu cầu máy tính thực hiện công việc cụ thể

- Máy tính cá nhân (Personal computer) là loại máy tính thông dụng hiện nay, được thiết

kế dành riêng cho mỗi người dùng Mỗi bộ phận trong máy tính cá nhân thường tách rời và có thể thay thế được Ngoài ra còn có thể gắn thêm các thiết bị ngoại vi Máy tính cá nhân có thể được phân thành hai nhóm chính: máy tính để bàn và máy tính xách tay

+ Máy tính để bàn (Desktop) thường được đặt cố định, hiệu năng cao và tiêu tốn nhiều năng lượng Người dùng có thể tự mua linh kiện rời ráp thành một bộ theo nhu cầu

Hình 1.1 Máy tính cá nhân

+ Máy tính xách tay là các dạng máy có tính di động cao Laptop, Notebook, Tablet, PDA(Personal Digital Assistant),…

- Máy Workstation là máy tính có kích thước lớn và cấu hình mạnh, thường được sử dụng làm máy trạm trong mạng cục bộ với một hệ điều hành riêng biệt

- Mainframe Máy tính có cấu hình phần cứng lớn, tốc độ xử lý cao được dùng trong các công việc đòi hỏi tính toán lớn như làm máy chủ phục vụ mạng Internet, máy chủ để tính toán phục vụ dự báo thời tiết, vũ trụ Thường được dùng trong các công ty, tập đoàn lớn hay chính phủ

Hình 1.2 Máy tính xách tay

Hình 1.3 Máy trạm Workstation

Hình 1.4 Máy chủ Mainframe

1.1.1.2 Sơ lược lịch sử phát triển của máy tính:

- Thế hệ máy tính thứ nhất (1945 – 1956): Máy tính thế hệ đầu tiên sử dụng đèn điện tử làm linh kiện chính, tiêu thụ năng lượng rất lớn Việc xây dựng cỗ máy này bắt đầu vào năm

1943 và nó chính thức hoàn thành vào năm 1946 ây là một máy tính khổng lồ với thể tích dài

20 mét, cao 2,8 mét và rộng vài mét ENIAC bao gồm: 18.000 đèn điện tử, 1.500 công tắc tự động, cân nặng 30 tấn, và tiêu thụ 140KW giờ Nó có 20 thanh ghi 10 bit (tính toán trên số thập phân) Có khả năng thực hiện 5.000 phép toán cộng trong một giây Công việc lập trình bằng tay bằng cách đấu nối các đầu cắm điện và dùng các ngắt điện

- Thế hệ máy tính thứ hai (1958 – 1964): Công ty Bell đã phát minh ra transistor vào năm

1947 và do đó thế hệ thứ hai của máy tính được đặc trưng bằng sự thay thế các đèn điện tử bằng các transistor lưỡng cực Tuy nhiên, đến cuối thập niên 50, máy tính thương mại dùng transistor mới xuất hiện trên thị trường Kích thước máy tính giảm, rẻ tiền hơn, tiêu tốn năng lượng ít hơn Vào thời điểm này, mạch in và bộ nhớ bằng xuyến từ được dùng Ngôn ngữ cấp cao xuất hiện (như FORTRAN năm 1956, COBOL năm 1959, ALGOL năm 1960) và hệ điều hành kiểu tuần tự (Batch Processing) được dùng Trong hệ điều hành này, chương trình của người dùng thứ nhất được chạy, xong đến chương trình của người dùng thứ hai và cứ thế tiếp tục

Hình 1.6 Bóng bán dẫn đầu tiên (transistor) - Dòng máy tính DEC PDP-1 (1960)

- Thế hệ máy tính thứ ba (1965– 1980): Thế hệ thứ ba được đánh dấu bằng sự xuất hiện của các mạch kết (mạch tích hợp - IC: Integrated Circuit) Các mạch kết độ tích hợp mật độ thấp (SSI: Small Scale Integration) có thể chứa vài chục linh kiện và kết độ tích hợp mật độ trung bình (MSI: Medium Scale Integration) chứa hàng trăm linh kiện trên mạch tích hợp Sử dụng vi mạch tích hợp mật độ cao (LSI - Large Scale Integrated) làm linh kiện chính

Hình 1.5 Máy ENIAC

Hình 1.7 Dòng máy tính IBM system 360

- Thế hệ máy tính thứ tư (1980 – nay): Máy tính thế hệ 4 sử dụng mạch tích hợp mật độ rất cao (VLSI – Very Large Scale Integrated Circuit) làm linh kiện chính Máy tính thế hệ thứ tư đạt hiệu năng xử lý rất cao, cung cấp nhiều tính năng tiến tiến, như hỗ trợ xử lý song song, tích hợp khả năng xử lý âm thanh và hình ảnh

1.1.2 Tổ chức máy tính:

Khối trung tâm

Hình 1.8 Sơ đồ khối của máy vi tính

1.1.2.1 Khối ngoại vi:

- Khối thiết bị vào: đưa các dữ liệu vào để máy xử lý: bàn phím, máy quét

- Bộ nhớ ngoài: lưu trữ hệ điều hành, các chương trình ứng dụng và dữ liệu trong thời gian

dài Gồm ổ cứng HDD (Hard Disk Drive), ổ mềm FDD (Floppy Disk Drive), ổ quang CD (Compact Disk)

- Khối thiết bị ra: hiển thị dữ liệu khi máy đã xử lý xong, gồm màn hình, máy in

1.1.2.2 Khối trung tâm:

- Khối điều khiển vào/ra: điều khiển mọi hoạt động của máy vi tính, khối này do chipset

điều khiển

- Bộ nhớ trong: gồm bộ nhớ chỉ đọc ROM (Read Only Memory) và bộ nhớ truy cập ngẫu

nhiên RAM (Random Access Memory)

- Bộ xử lý trung tâm CPU (Central Processing Unit) là bộ não của máy vi tính được cấu

tạo từ ba khối chính: đơn vị xử lý số học và logic ALU (Arithmetic and Logic Unit), đơn vị điều khiển CU (Controller Unit) và các thanh ghi (Register)

- Các bus trong máy tính:

- Bus dữ liệu (Data Bus): truyền các dữ liệu trong hệ thống (đường liền nét)

- Bus địa chỉ (Address Bus): truyền các địa chỉ trong hệ thống (đường liền nét)

- Bus điều khiển (Control Bus): truyền các tín hiệu điều khiển trong hệ thống (đường đứt

nét)

- Tất cả linh kiện trong khối trung tâm được lắp ráp trên 1 bo mạch chính

(Mainboard/Motherboard) gồm CPU, RAM, ROM BIOS, chipset điều khiển, các cổng nối I/O, các khe cắm mở rộng (card video, card sound, card network )

1.1.3 Phần cứng – phần mềm

1.1.3.1 Phần cứng (hardware):

Nói đến cấu tạo máy tính về mặt vật lý, mang tính chất khó thay đổi Bao gồm toàn bộ thiết

bị, linh kiện điện tử của máy tính như: Mainboard, bộ nguồn, ổ cứng, Ram, Card màn hình, màn hình, chuột, bàn phím,…

1.1.3.2 Phần mềm (software):

Là các chương trình được lập trình, chứa các mã lệnh giúp phần cứng làm việc và ứng dụng cho người sử dụng, mang tính chất dễ thay đổi Phần mềm chính là tập các chỉ thị tạo lên chương trình để điều khiển phần cứng cho phép giao tiếp giữa người và máy, quản lý tài nguyên của máy Người ta phân ra thành các phần mềm sau:

- Phần mềm hệ thống: các hệ điều hành DOS, Windows

- Phần mềm ứng dụng: các chương trình ứng dụng Office, Vietkey,

- Phần mềm điều khiển cho các thiết bị khi lắp vào máy tính: card video, card sound, card

network,

- Phần mềm cơ sở được nạp vào ROM-BIOS để quản lý cấu hình của máy và điều khiển

quá trình khởi động máy

1.1.4 Thành phần cơ bản của máy tính

- Thùng máy (Case): là nơi để gắn các thành phần của máy tính thành khối như nguồn,

Mainboard, Card v.v có tác dụng bảo vệ máy tính

- Bộ nguồn (PSU – Power Supply Unit): là nơi cung cấp hầu hết hệ thống điện cho các

thiết bị bên trong máy tính

- Bo mạch chủ (Mainboard ): Bảng mạch chính của máy vi tính, có chức năng trò liên kết

tất cả các thành phần của hệ thống lại với nhau tạo thành một bộ máy thống nhất

- Bộ vi xử lý (CPU - Central Processing Unit): Bộ vi xử lý chính của máy tính CPU là

thành phần quan trọng nhất của máy tính, là linh kiện nhỏ nhưng đắt nhất trong máy vi tính

Hình 1.9 Thùng máy

Hình 1.10 Bộ nguồn

Hình 1.11 Bo mạch chủ

- Bộ nhớ trong (ROM – Read Only Memory, RAM – Random Access Memory): Là nơi

lưu trữ dữ liệu và chương trình phục vụ trực tiếp cho việc xử lý của CPU

Hình 1.13 ROM và RAM

- Bộ nhớ ngoài: là nơi lưu trữ dữ liệu và chương trình gián tiếp phục vụ cho CPU, bao

gồm các loại: đĩa mềm, đĩa cứng, CDROM, v.v Khi giao tiếp với CPU nó phải qua một thiết

bị trung gian (thường là RAM)

Hình 1.14 Bộ nhớ ngoài

- Màn hình (Monitor): Là thiết bị đưa thông tin ra giao diện trực tiếp với người dùng Ðây

là thiết bị xuất chuẩn của máy vi tính

Hình 1.12 Vi xử lý

Hình 1.15 Màn hình

- Bàn phím (Keyboard): Thiết bị nhập tin vào giao diện trực tiếp với người dùng Ðây là

thiết bị nhập chuẩn của máy vi tính

- Chuột (Mouse): Thiết bị điều khiển trỏ giao diện trực tiếp với người sử dụng

Hình 1.17 Chuột

- Máy in (Printer): Thiết bị xuất thông tin ra giấy thông dụng nhất

Hình 1.16 Bàn phím

- Biến đổi dòng điện xoay chiều (AC) 110V hoặc 220V thành dòng điện một chiều (DC)

cung cấp cho toàn bộ hệ thống và thiết bị ngoại vi

- Phải đảm bảo cung cấp đủ công suất và có điện áp ổn định

- Tùy theo chủng loại và cấu hình, mỗi máy vi tính cá nhân cần bộ nguồn có công suất

khác nhau

- Khi trang bị thêm card hay thiết bị ngoại vi, lưu ý đến công suất tiêu thụ của máy không

được vượt quá công suất của bộ nguồn cho phép Nếu quá tải máy sẽ không chạy hoặc có thể gây ra hỏng bộ nguồn

- Bộ nguồn ATX luôn đưa điện áp chờ ở trên bo mạch chính, vì vậy nếu không sử dụng

máy tính nên ngắt hẳn điện áp trước khi đưa vào bộ nguồn (tránh rủi ro không cần thiết)

Hình 1.19 Các Loại card

- Một nguồn chất lượng kém, không cung cấp đủ công suất hoặc không ổn định sẽ có thể gây nên sự mất ổn định của hệ thống máy tính (cung cấp điện áp quá thấp cho các thiết bị, có nhiều nhiễu cao tần gây sai lệch các tín hiệu trong hệ thống), hư hỏng hoặc làm giảm tuổi thọ các thiết bị (nếu cung cấp điện áp đầu ra cao hơn điện áp định mức)

1.2.1.2 Phân loại:

Thường chia làm 3 loại: AT, ATX và BTX

- Bộ nguồn AT - Advanced Technology:

Dùng cho các máy vi tính thế hệ cũ PII, MMX, K6… Không có khả năng tắt máy bằng phần mềm

- Bộ nguồn ATX - Advanced Technology eXtended:

Dùng cho máy tính thế hệ mới hơn(Pentium IIII, IV, core i…) có thể tự động tắt bằng phần mềm (còn gọi là bộ nguồn thông minh)

- Nguồn chuẩn BTX (Balanced Technology eXtended):

là một chuẩn được thiết kế với các thành phần bên trong hoàn toàn khác với chuẩn ATX BTX được thiết kế tối ưu cho những công nghệ mới Nguồn chuẩn này cũng thiết kế cho sự thông thoáng, sự lưu thông không khí trong bộ nguồn cũng như thiết kế trong thùng máy tốt

Hình 1.20 Nguồn AT

Hình 1.21 Nguồn ATX

hơn so với chuẩn ATX Tại Việt Nam thông thường chuẩn BTX (ít gặp) cũng được xem gần như là chuẩn ATX

1.2.1.3 Các kết nối đầu ra của nguồn máy tính:

- Đầu cắm vào bo mạch chủ (motherboard connector): là đầu cắm có 20 hoặc 24 chân -

Tuỳ thể loại bo mạch chủ sử dụng Phiên bản khác của đầu cắm này là 20+4 chân: Phù hợp cho cả bo mạch dùng 20 và 24 chân

- Đầu cắm cấp nguồn cho bộ xử lý trung tâm (CPU) (+12V power connector) có hai loại:

Loại bốn chân và loại tám chân (thông dụng là bốn chân, các nguồn mới thiết kế cho các CPU đời mới sử dụng loại tám chân

- Đầu cắm cho ổ cứng, ổ quang (giao tiếp ATA),ổ mềm(Floppy): Gồm bốn chân

- Đầu cắm cho ổ cứng, ổ quang (giao tiếp SATA): Gồm bốn chân

- Đầu cắm cho các card đồ hoạ cao cấp: Gồm sáu chân (với những Card mạnh, cần đến 8

chân để cấp nguồn, vì vậy ở những nguồn máy tính cao cấp, ngoài 6 chân cơ bản thì còn có thêm 2 chân phụ)

1.2.1.4 Quy ước đầu dây và cấp điện áp trong nguồn máy tính:

- Màu đen: Dây chung, Có mức điện áp quy định là 0V; Hay còn gọi là GND, hoặc COM

Tất cả các mức điện áp khác đều so với dây này

- Màu cam: Dây có mức điện áp: +3,3 V

- Màu đỏ: Dây có mức điện áp +5V

- Màu vàng: Dây có mức điện áp +12V (thường quy ước đường +12V thứ nhất đối với các

nguồn chỉ có một đường +12V)

- Màu xanh dương: Dây có mức điện áp -12V

- Màu xanh lá: Dây kích hoạt sự hoạt động của nguồn Nếu nguồn ở trạng thái không hoạt

động, hoặc không được nối với máy tính, ta có thể kích hoạt nguồn làm việc bằng cách nối dây kích hoạt (xanh lá) với dây 0V (Hay COM, GND - màu đen) Đây là thủ thuật để kiểm tra

sự hoạt động của nguồn trước khi nguồn được lắp vào máy tính

- Dây màu tím: Điện áp 5Vsb (5V standby): Dây này luôn luôn có điện ngay từ khi đầu vào

của nguồn được nối với nguồn điện dân dụng cho dù nguồn có được kích hoạt hay không

Hình 1.22 Nguồn BTX

(Đây cũng là một cách thử nguồn hoạt động: Đo điện áp giữa dây này với dây đen sẽ cho ra điện áp 5V trước khi kích hoạt nguồn hoạt động) Dòng điện này được cung cấp cho việc khởi động máy tính ban đầu, cung cấp cho con chuột, bàn phím hoặc các cổng USB Việc dùng đường 5Vsb cho bàn phím và con chuột tùy theo thiết kế của bo mạch chủ - Có hãng hoặc model dùng điện 5Vsb, có hãng dùng 5V thường Nếu hãng hoặc model nào thiết kế dùng đường 5Vsb cho bàn phím, chuột và các cổng USB thì có thể thực hiện khởi động máy tính từ bàn phím hoặc con chuột máy tính.

- Một số dây khác: Khi mở rộng các đường cấp điện áp khác nhau, các nguồn có thể sử dụng một số dây dẫn có màu hỗn hợp: Ví dụ các đường +12V2 (đường 12V độc lập thứ 2); +12V3 (đường 12V độc lập thứ 3)có thể sử dụng viền màu khác nhau(tuỳ theo hãng sản xuất) như vàng viền trắng, vàng viền đen

1.2.1.5 Công suất và hiệu suất:

Công suất nguồn được tính trên nhiều mặt: Công suất cung cấp, công suất tiêu thụ và công suất tối đa Hiệu suất của nguồn thường không được ghi trên nhãn hoặc không được cung cấp khi nguồn máy tính được bán cho người tiêu dùng, do đó cần lưu ý đến cả hai thông số này

- Công suất tiêu thụ

Là công suất mà một nguồn máy tính tiêu thụ với nguồn điện dân dụng Công suất tiêu thụ được tính bằng W là công suất mà người sử dụng máy tính phải trả tiền cho nhà cung cấp điện (tất nhiên phải tính thêm công suất của màn hình máy tính trong trường hợp máy tính thuộc loại máy tính cá nhân

- Công suất cung cấp

Công suất cung cấp của nguồn được tính bằng tổng công suất mà nguồn cấp cho bo mạch chủ, CPU và các thiết bị hoạt động Công suất cung cấp thường phụ thuộc vào số lượng và các đặc tính làm việc của thiết bị Công suất cung cấp thường nhỏ hơn công suất cực đại của nguồn

Công suất cung cấp của nguồn máy tính ở các thời điểm và chế độ làm việc khác nhau là khác nhau, nó không bình quân và trung bình như nhiều người hiểu Các thiết bị thường xuyên thay đổi công suất tiêu thụ thường là:

+ Ổ quang:

Khi đọc hoặc ghi sẽ tiêu tốn năng lượng hơn mức bình thường

+ Các quạt trong máy tính nếu có cơ chế tự động điều chỉnh tốc độ theo nhiệt độ của hệ

thống

- Công suất cực đại tức thời

của nguồn máy tính là công suất đạt được trong một thời gian ngắn Công suất này có thể chỉ đạt được trong một khoảng thời gian rất nhỏ - tính bằng mili giây (ms) Rất nhiều hãng sản xuất nguồn máy tính đã dùng công suất cực đại tức thời để dán lên nhãn sản phẩm của mình

- Công suất cực đại liên tục

Là công suất lớn nhất mà nguồn có thể đạt được khi làm việc liên tục trong nhiều giờ, thậm chí nhiều ngày Công suất này rất quan trọng khi chọn mua nguồn máy tính bởi nó quyết định đến sự làm việc ổn định của máy tính

Thông thường một hệ thống máy tính không nên thường xuyên sử dụng đến công suất cực đại liên tục bởi khi này một trong các linh kiện điện tử trong nguồn máy tính làm việc đạt đến (hoặc xấp xỉ) ngưỡng cực đại của nó

Trong nguồn máy tính, năng lượng tiêu hao không mong muốn chủ yếu là nhiệt năng và từ trường, điện trường

Các bộ nguồn máy tính tốt thường có hiệu suất đạt trên 80% Thông thường các nguồn được kiểm nghiệm đạt hiệu suất trên 80% được dán nhãn "sản phẩm xanh - bảo vệ môi trường" hoặc phù hợp chuẩn 80+

1.2.1.6 Giải nhiệt trong nguồn máy tính

- Nguồn máy tính là một bộ phận biến đổi điện áp, sử dụng các linh kiện điện tử nên thường sinh ra nhiệt Vấn đề giải nhiệt (hoặc gọi một cách khác là tản nhiệt) trong nguồn máy tính rất được các hãng sản xuất coi trọng

- Các linh kiện điện tử cần tản nhiệt cưỡng bức (gắn tấm tản nhiệt):

+ Tranzitor: Hai (hoặc nhiều hơn) tranzitor công suất đầu tiên

+ Các diode nắn thành dòng một chiều

+ Cầu chỉnh lưu đầu vào (thường không gắn tản nhiệt đối với các nguồn công suất thấp)

hoặc 04 đi ốt chỉnh lưu cầu

- Các linh kiện khác không cần giải nhiệt hoặc giải nhiệt tự nhiên bằng luồng gió cưỡng

bức qua nguồn: IC (ít toả nhiệt), tụ điện, điện trở (thường), biến áp (có sinh nhiệt nhưng ít hơn nên có thể giải nhiệt tự nhiên) và các linh kiện khác

- Các linh kiện điện tử được giải nhiệt bằng các tấm tản nhiệt kim loại áp sát trực tiếp vào

linh kiện Các tấm tản nhiệt kim loại thường sử dụng dùng hợp kim nhôm Các tấm tản nhiệt thường có hình dạng phức tạp để có diện tích tiếp xúc với không khí lớn nhất, có định hướng đón gió từ các quạt làm mát nguồn

- Để lưu thông không khí, tạo điều kiện trao đổi nhiệt giữa các tấm tản nhiệt và không khí,

nguồn được bố trí ít nhất một quạt để làm mát cưỡng bức Phân loại cách cách giải nhiệt cho nguồn dùng không khí lưu thông như sau:

+ Hút gió ra khỏi nguồn:

Thông dụng nhất là các quạt có kích thước 80 mm gắn phía sau nguồn để hút khí từ thùng máy - qua nguồn để thổi ra ngoài Đa số các nguồn chất lượng thấp hoặc trung bình sử dụng cách này (tuy nhiên cũng có loại nguồn công suất lớn vẫn sử dụng cách này - nhưng rất hãn hữu)

+ Thổi gió vào nguồn:

Dùng một quạt đường kính 120 mm (hoặc lớn hơn, tuỳ model và hãng sản xuất) thổi gió vào nguồn Mặt sau nguồn bố trí các ô thoáng để gió thổi qua nguồn ra ngoài thùng máy Một

số nguồn dùng hai quạt nhỏ hơn thay thế cho một quạt lớn Cách này sẽ tạo luồng gió tập trung hơn tại các điểm cần tản nhiệt Ưu điểm đối với việc sử dụng một quạt 120 mm là:

 Tốc độ quạt đường kính lớn thấp hơn quạt đường kính nhỏ nếu cùng một lưu lượng:

Sử dụng với các nguồn công suất lớn (thường gặp ở một số nguồn công suất thực > 600W -

700 W)

- Đa số các nguồn chất lượng tốt đều có cơ chế điều chỉnh tốc độ quạt, khi nguồn làm việc

với công suất thấp, các quạt quay chậm để đảm bảo không ồn Khi công suất đạt đến mức cao hoặc cực đại thì các quạt quay ở tốc độ cao

- Đa số các quạt cho nguồn là loại quạt dùng bạc, ở một số nguồn chất lượng tốt dùng quạt dùng vòng bi Quạt dùng vòng bi thường bền hơn (đạt khoảng 400.000 giờ làm việc), quay nhanh hơn, ít ồn hơn so với quạt dùng bạc (quạt dùng bạc có tuổi thọ cao nhất khoảng 100.000 giờ làm việc)

1.2.1.7 Một bộ nguồn tốt cần đảm bảo những yếu tố sau:

- Sự ổn định của điện áp đầu ra: không sai lệch quá -5 đến + 5% so với điện áp danh định khi mà nguồn hoạt động đến công suất thiết kế

- Điện áp đầu ra là bằng phẳng, không nhiễu

- Hiệu suất làm việc cao, đạt trên 80% (Công suất đầu ra/đầu vào đạt >80%)

- Nguồn không gây ra từ trường, điện trường, nhiễu sang các bộ phận khác xung quanh nó

và phải chịu đựng được từ trường, điện trường, nhiễu từ các vật khác xung quanh tác động đến nó

- Khi hoạt động toả ít nhiệt, gây rung, ồn nhỏ

- Các dây nối đầu ra đa dạng, nhiều chuẩn chân cắm, được bọc dây gọn gàng và chống nhiễu

- Đảm bảo hoạt động ổn định với công suất thiết kế trong một thời gian hoạt động dài

- Dải điện áp đầu vào càng rộng càng tốt, đa số các nguồn chất lượng cao có dải điện áp đầu vào từ 90 đến 260Vac, tần số 50/60 Hz

Hình 1.25 Bộ nguồn kết hợp hút và thổi

1.2.2 Vi xử lý

1.2.2.1 Nhiệm vụ & đặc điểm

Bộ vi xử lý CPU (Central Processing Unit) bao gồm nhiều thành phần, trong đó thành phần chính là một hoặc nhiều bộ xử lý (micro processor) Là chip điện tử kiểm soát toàn bộ các chức năng quan trọng (chạy các chương trình hệ thống, chương trình phần mềm ứng dụng, xử

lý các dạng thông tin phức tạp như hình ảnh đồ hoạ và đa truyền thông, )

Bộ vi xử lý được coi là sản phẩm nhân tạo phát triển nhanh nhất và có vai trò quan trọng nhất

1.2.2.2 Cấu tạo và Các tham số của bộ xử lý

- Tốc độ

Tốc độ của bộ vi xử lý chính là tốc độ xung đồng hồ bên trong của bộ vi xử lý (tần số làm việc bên trong), thường đo bằng số chu kỳ/giây Máy tính hiện nay chạy với tốc độ hành triệu chu kỳ/giây Máy tính thế hệ Pentium IV trở lên được đo bằng Gigahertz (GHz) Tốc độ này cũng được đặt luôn cho tốc độ của máy tính Máy tính có thể thực hiện được hàng triệu đến hàng tỉ lệnh/giây

- Bus

+ Độ rộng bus dữ liệu ngoài (Bus dữ liệu vào/ra)

Dữ liệu được truyền vào hoặc lấy từ bộ vi xử lý phải qua các đường truyền được gọi là bus

dữ liệu ngoài Bus này quyết định khả truyền dữ liệu vào/ra bộ vi xử lý Nó được thay đổi theo quá trình phát triển của bộ vi xử lý:

Các CPU 286, 386 SX có độ rộng của bus ngoài là 16 bit

Các CPU 386 DX, 486 có động rộng của bus ngoài là 32 bit

Các CPU thế hệ Pentium trở lên có độ rộng của bus ngoài là 64 bit

+ Độ rộng bus dữ liệu trong (các thanh ghi bên trong):

Kích thước của thanh ghi trong chỉ ra lượng thông tin mà bộ vi xử lý có thể xử lý được trong cùng một thời điểm, kích thước thanh ghi chính là bus dữ liệu trong Kích thước thanh ghi cũng cho biết dạng phần mềm (dạng lệnh và địa chỉ lệnh) mà bộ vi xử lý có thể thực hiện (nghĩa là bộ xử lý có thanh ghi bên trong 32 bit có thể thực hiện các lệnh 32 bit tương ứng với các lệnh hệ điều hành) Nó cũng được phát triển theo quá trình phát triển của bộ vi xử lý

Hình 1.26 Một số giai đoạn chính phát triển CPU

Các bộ vi xử lý từ 80386 đến các bộ vi xử lý Pentium đều có bus dữ liệu trong là 32 bit nhưng cơ chế thực hiện lệnh thì hoàn toàn khác nhau:

Các bộ vi xử lý 80386-80486 hoạt động theo công nghệ đường ống (Pipeline) và thực hiện theo cơ chế song song

Các bộ vi xử lý Pentium có hai đường ống trong 32 bit để xử lý thông tin (được coi như hai chip 32 bit gộp lại)

Các chip Pentium II, III có tới sáu đường ống để thi hành lệnh và dùng công nghệ Tualatin Các bộ vi xử lý Pentium IV trở lên hoạt động theo công nghệ siêu phân luồng (Hyper Theading – HT)

+ Độ rộng của bus địa chỉ:

Bus địa chỉ là một tập hợp các đường truyền mang thông tin về địa chỉ dùng để mô tả vùng nhớ mà dữ liệu gửi tới hay lấy ra Số đường truyền càng nhiều thì số các vùng nhớ càng lớn

Độ rộng của bus địa chỉ cho biết dung lượng RAM tối đa mà bộ vi xử lý có thể địa chỉ hóa được

- Cache

Tốc độ xử lý của CPU là rất nhanh trong khi bộ nhớ RAM có tốc độ thấp hơn Như vậy để truyền dữ liệu vào/ra CPU người ta thiết kế thêm bộ nhớ cache (cache memory) Bộ nhớ này hoạt động làm tăng tốc độ tổng thể hệ thống Cache là bộ nhớ đệm của CPU , nó đóng vai trò như là một nơi lưu trữ tạm thời những lệnh mà CPU cần xử lý (Lệnh này bao gồm tất cả các thao tác mà bạn thường hay sử dụng trên máy tính, từ việc soạn thảo văn bản đơn giản đến game nặng) Những lệnh này sẽ xếp hàng với nhau chờ được xử lý Vì vậy, bộ nhớ đệm càng lớn thì sẽ chứa được nhiều lệnh hơn nhờ đó giúp rút ngắn thời gian chờ và tăng hiệu suất làm việc của CPU

Cấu trúc thông thường có 3 mức cache:

+ Cache L1:

Được tích hợp ngay trong CPU chạy cùng với tốc độ bên trong của bộ vi xử lý được lưu trữ một số mã lệnh và dữ liệu của công việc CPU đang thực hiện Thường vài chục KB Có dung lượng thay đổi theo thế hệ vi xử lý

hệ Pentium II đến nay, cache L2 được tích hợp vào trong CPU và chạy cùng tốc độ với CPU,

do đó tốc độ của CPU được duy trì tối đa Cache L2 được ghi trực tiếp lên trên CPU Dung lượng thường vài trăm đến vài MB (256KB, 512KB, 1MB, 2MB, 4MB, 6M…)

+ Cache L3:

Bộ đệm xử lý này là bộ nhớ chuyên dụng có thể dùng làm bản sao lưu cho bộ đệm L1 và L2 Nó có thể không nhanh như vậy, nhưng nó giúp tăng hiệu suất của L1 và L2 của bạn Thường vài MB đến hàng trăm MB (4MB, 128MB…) Thường khi ghi thông số CPU có số

MB cache là cache L3

- Socket CPU

CPU được lắp và đế cắm (Socket) hoặc khe cắm (Slot) trên bo mạch

Khi bộ vi xử lý 486 ra đời, Intel đã thiết kế bộ xử lý thành một bộ phận mà người dùng có thể tháo lắp, thay thế dễ dàng và phát triển tiêu chuẩn cho các đế cắm và khe cắm dành cho CPU Như vậy khi biết bo mạch dùng loại Socket hay Slot nào thì bộ xử lý cũng được chế tạo thích hợp để lắp vào các Socket hay Slot đó

Socket là đế cắm trực tiếp CPU trên bo mạch chính Có ưu điểm chắc chắn, tiếp xúc tốt Trên Socket có chiều vát (chân 1 của CPU) để không bị cắm ngược CPU Ví dụ: CPU Socket

775, 1366, 1156, 1155, 1151, 1150, 2011, 2011-3, 2066…

Slot là khe cắm CPU đứng trên bo mạch (CPU được hàn trực tiếp hoặc lắp trên 1 adapter) Nhược điểm: CPU không được chắc chắn phải có hai gá đỡ 2 bên

- Bảng danh sách sơ lược một số socket

Bảng 1.1 Socket dành cho Desktop

 ExtremePentium Dual Core

 Pentium E6000 series

Hình 1.28 Quá trình lấy lệnh thực thi của CPU tới chương trình trên ổ cứng

 Athlon 64 X2 (Socket AM2)

 Sempron (Socket AM2)

Socket AM2+ (11/2007) 940

 Athlon 64 (Socket AM2/AM2+)

 Athlon 64 FX-62

 Athlon 64 X2 (Socket AM2/AM2+)

 PhenomSempron (Socket AM2)

 AMD Godavari Processors

 AMD Sempron

LGA 1151/Socket H4 (2015) 1.151  Intel Skylake

 Intel Kaby Lake

Socket AM4 (2017) 1.331

 AMD Ryzen 7

 AMD Ryzen 5

 AMD Ryzen 3

LGA 2066/Socket R4 (2017) 2066  Intel Skylake-X

 Intel Kaby Lake-X

- Quạt làm mát của bộ vi xử lý

Bộ xử lý là chip tiêu thụ nhiều năng lượng nhất trong hệ thống nên sự tỏa nhiệt cũng rất lớn, do đó cần phải có bộ tản nhiệt để làm giảm nhiệt độ trên CPU Bộ tản nhiệt thường làm bằng nhôm, phía trên có quạt thông gió và được gắn trên lưng của CPU (CPU Fan) Cạnh đế cắm của CPU thường có sensor nhiệt có nhiệm vụ báo nhiệt độ của CPU về BIOS Khi quạt hỏng làm cho CPU nóng quá dẫn đến máy bị treo, nếu để lâu có thể dẫn đến hỏng CPU Ngoài ra còn có quạt làm mát bằng chất lỏng, khổng phải làm mát bằng gió hoặc làm mát bằng cả gió và chất lỏng Loại này cao cấp hơn, tốn kém hơn nhưng giải nhiệt tốt hơn

- Tốc độ của vi xử lý:

Một yếu tố thiết kế hết sức quan trọng làm sao cho hệ thống hoạt động với tốc độ cao, trong khi bộ vi xử lý chạy với tốc độ nhanh hơn nhiều so với tốc độ của bo mạch chính Vì vậy người ta phải thiết kế chipset và độ rộng của các bus để điều khiển truyền dữ liệu đến CPU với tốc độ cao (độ tương thích của các thiết bị) Các máy tính đều sử dụng mạch điều chỉnh tần số để điều khiển tốc độ của bo mạch chính và bộ vi xử lý (hệ số nhân xung nhịp) để đảm bảo cho tốc độ của CPU và bo mạch chính phải xấp xỉ nhau

Ví dụ: tốc độ CPU Pentium IV 2.4 GHz, tốc độ bo mạch chính là 133 MHz thì hệ số nhân

là 18: 133 (MHz) x 18 = 2,394 (GHz)

Trước kia bo mạch chính dùng các cầu nối (Jumper) hoặc dùng các chuyển mạch (Switch: SW) để đặt hệ số Hiện nay các bo mạch đã để tự động trong BIOS

Nếu để sai chế độ CPU, máy sẽ không chạy Muốn đặt lại phải xoá CMOS (Clear CMOS)

để BIOS trở về trạng thái ban đầu và tiến hành đặt lại

- Một số thế hệ CPU core i:

+ Nehalem (Thế hệ đầu)

Kiến trúc Nehalem trên Core i được Intel thiết kế để thay thế kiến trúc Core

cũ, Nehalem vẫn được sản xuất trên quy trình 45nm Với Core i thế hệ Nehalem, Intel lần đầu tiên đã tích hợp công nghệ Turbo Boost cùng với Hyper Threading (công nghệ siêu phân

Hình 1.29 Quạt làm mát CPU

luồng - HT) trên cùng một con chip giúp tăng hiệu năng đáng kể so với các thế hệ chip xử lý trước.

+ Ivy Bridge (Thế hệ thứ 3)

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

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

Intel Broadwell sử dụng bóng bán dẫn có kích thước 14 nm, 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 Dự kiến Intel sẽ chính thức đưa thế hệ CPU mới của mình vào các sản phẩm vào đầu năm 2015

+ Skylake (thế hệ thứ 6)

Skylake là vi xử lí của Intel chạy trên tiến trình 14nm như Broadwell CPU Skylake sử dụng socket LGA1151 mới, nghĩa là sẽ không tương thích với các bo mạch chủ LGA1150 đang được sử dụng cho các bộ xử lý thế hệ thứ 4 (Haswell) và thứ 5 (Broadwell) Skylake hỗ trợ bộ nhớ RAM DDR IV, nghĩa là RAM DDR III xem như đã hết thời dù vậy, Intel đã bao gồm hỗ trợ DDR III trong bộ điều khiển bộ nhớ mới tích hợp trong CPU Skylake, nhưng không phải là DDR III có điện áp tiêu chuẩn mà là DDR3L CPU Skylake nhanh hơn khoảng 10% so với Core i7-4790K, 20% so với Core i7-4770K và 30% so với Core i7-3770K So với CPU thế hệ 4 (Haswell) thì Skylake nhanh hơn không

đáng kể, nhưng với những ai đang dùng CPU thế hệ 3 (Ivy Bridge) thì đáng để suy nghĩ Không tương thích với hệ điều hành Windows 8.1 trở xuống, dù vẫn có thể cài được

+ Kabylake (thế hệ thứ 7)

Tiếp theo thế hệ CPU Skylake, Intel đã chính thức ra mắt dòng CPU thế hệ thứ 7 của mình với tên mã Kaby Lake Đây vẫn là dòng CPU được sản xuất trên công nghệ 14nm của Intel, nhưng đã được cải tiến đáng kể về hiệu năng xử lý đồ họa và tiết kiệm điện năng

Intel cho biết, các CPU Kabylake sẽ tập trung rất nhiều vào khả năng xử lý đồ họa, đặc biệt

là video với độ phân giải 4K, các video 360 độ và công nghệ thực tế ảo Đồng thời hiệu năng

xử lý các ứng dụng cũng được tăng lên 12%, còn hiệu năng duyệt web cao hơn 19% so với Skylake

Công nghệ 14nm được sử dụng để tạo ra các CPU Kabylake này được Intel cải tiến, và gọi

là tiến trình 14nm+ Thế hệ CPU mới này cũng sẽ được trang bị cho những chiếc laptop siêu mỏng, những chiếc tablet lai với chiều dày dưới 7mm

Intel cũng tiết lộ thế hệ CPU mới này sẽ hỗ trợ tối đa cho các game thủ, với khả năng xử lý

đồ họa mạnh hơn gấp 5 lần những chiếc PC ra mắt cách đây 5 năm Đặc biệt là những chiếc laptop mỏng nhẹ cũng sẽ có khả năng xử lý những tựa game có yêu cầu khả năng xử lý đồ họa cao, như Overwatch

Kết nối Thunderbolt 3 sẽ cho phép những chiếc laptop được trang bị CPU Kabylake có thể kết nối dễ dàng với card đồ họa rời gắn bên ngoài máy Giúp tăng cường khả năng xử lý đồ họa trong game, hỗ trợ độ phân giải 4K và đón đầu công nghệ thực tế ảo

Dòng CPU Kabylake cho máy tính để bàn có thể sẽ phải đợi tới đầu năm sau (2017) mới được ra mắt

+ Cannonlake (thế hệ thứ 8)

Intel tại CES 2017 cho biết thế hệ CPU kế tiếp của họ sẽ có tên Cannon Lake và được ứng dụng tiến trình 10nm Intel chưa công bố bất cứ thông tin chi tiết nào về thế hệ chip xử lý mới nhưng con chip 10nm đầu tiên của họ được kỳ vọng về hiệu năng, pin tốt, đỡ nóng hơn so với ít nhất là 3 thế hệ chip hiện tại

+ Thế hệ thứ 9:

Cận kề tháng 10 như thường lệ, Intel rục rịch tung ra những CPU mới nhất của thế hệ Coffee lake Refesh cho phân khúc mainstream (dòng chủ lực) của họ Ở tháng này Intel dự kiến tung ra ba chiếc CPU trải dần từ phân khúc đầu bảng đến tầm cận cao cấp là Intel Core i9-9900K, Intel Core i7-9700K, Intel Core i5-9600K Tất cả CPU này đều dùng chung với socket LGA 1151v2 như các CPU thế hệ thứ 8

Nói sơ qua về chân cắm CPU như đã đề cập ở phía trên thì CPU Intel Core i thế hệ thứ 9

sử dụng chung chân chân cắm với CPU Coffee lake thế hệ thứ 8 là LGA 1151v2 Do dùng chung chân socket nên việc gắn chéo CPU thế hệ 9 cho bo mạch chủ Z370 vẫn được, trở ngại

có lẽ chỉ là sự ổn định khi overclock mà thôi

Vậy nói sơ qua một chút về chiếc CPU đầu bảng của series hướng đến đối tượng cá nhân Intel Core i9-9900K được định danh thay thế cho CPU Core i7-8700K ở vị thế flagship và hiệu năng sẽ nhỉnh hơn rất nhiều với 8 nhân 16 luồng xử lý Xung nhịp mặc định của CPU này là 3.6GHz và turbo boost ở mức 5.0GHz ở một hoặc nhân, 4.8GHz ở 4 nhân và 4.7GHz ở

6 hoặc 8 nhân

Để có thể chạy ổn định ở mức này các bạn nên sử dụng chung CPU với một chiếc tản nhiệt mua ngoài để tăng khả năng ổn định của CPU ở cường độ cao, đặc biệt là ép xung Ngoài ra

hãng cũng thực hiện việc hàn die của CPU lên thẳng IHS (integrated heat spreader - bề mặt phân tán nhiệt tích hợp) được mạ vàng cũng giúp CPU tải nhiệt tốt hơn, mát hơn

Xuống dưới một chút chúng ta có gương mặt thân quen Core i7-9700K Tuy nhiên hơi lạ một chút khi mà Core i7-9700K lại không được trang bị công nghệ siêu phân luồng nên chỉ còn 8 nhân và 8 luồng xử lý mà thôi

Tuy nhiên không nên đánh giá thấp khả năng của chiếc CPU này khi mà công nghệ siêu phân luồng không được bật nhưng mức xung nhịp mặc định ở mức 3.6GHz và turbo boost ở 4.9GHz ở một nhân, 4.8GHz ở 2 nhân, 4.7GHz ở 4 nhân và 4.6Ghz ở 6 nhân hoặc 8 nhân CPU i7 thế hệ mới này cũng có IHS được hàn thẳng lên die của CPU nhằm tăng khả năng tải nhiệt Và tất nhiên với một chiếc CPU mở khóa hệ số nhân dòng K thì vấn đề giải nhiệt cũng cần được đầu tư hẳn một bộ tản nhiệt tương đối tốt để tăng độ ổn định cũng như phục vụ mục đích ép xung khi cần thiết

Xuống phân khúc cận cao cấp, chúng ta có đại diện Intel Core i5-9600K.Vẫn là một CPU

mở hệ số nhân dòng K với 6 nhân, 6 luồng CPU hoạt động ở xung nhịp cơ bản là 3.7GHz, turbo boost ở mức 4.6GHz với một nhân, 4.5GHz với 2 nhân, 4.4Ghz với 4 nhân và 4.3Ghz với 6 nhân

Không có công nghệ siêu phân luồng không phải là điều đáng tiếc lắm vì dòng CPU core i5 của Intel vốn đã không được trang bị công nghệ này Bù lại CPU này lại được hàn IHS lên die (STIM) là một nâng cấp cực kì đáng giá cho dòng CPU i5 thế hệ thứ 9 này Dòng CPU này được Intel hướng đến phân khúc cận cao cấp với người dùng không cần sức mạnh của CPU ở mức đỉnh cao như i9-9900k hay i7-9700K mà vẫn có một hiệu năng tốt và có khả năng

ép xung với hệ số nhân được mở của dòng K

+ Thế hệ thứ 10:

Đây là dòng vi xử lý Intel Core thế hệ thứ 10 (10th generation Intel Core Processor) bao gồm tên mã Ice Lake và Comet Lake là dành cho máy tính xách tay và máy tính bảng Thế hệ thứ 10 này đánh dấu bước chuyển sang tiến trình sản xuất 10 nanomet (nm), một sự thay đổi đáng kể so với tiến trình 14nm mà Intel đã sử dụng từ năm 2014

Tích hợp trí tuệ nhân tạo Bằng việc tích hợp sẵn Intel® Deep Learning Boost, giúp chip Intel gen 10 học hỏi và thích ứng với hoạt động của người dùng, tận dụng lợi ích từ các chỉ lệnh trí tuệ nhân tạo tích hợp sẵn Giờ đây người sử dụng dễ dàng hoàn thành công việc nhanh hơn như tách nền thông minh, chỉnh sửa video trực tiếp,

Kết nối mới nhanh chóng Vi xử lý Intel® Core™ thế hệ 10 cung cấp khả năng kết nối cực nhanh với Intel® Wi-Fi 6 (Gig+) và Thunderbolt™ 3, đây là giải pháp sử dụng hoàn hảo cho kết nối không dây và có dây, đối với các tệp nặng thời gian xử lý cũng được rút ngắn xuống, mang lại trải nghiệm tối đa cho người dùng

Đồ họa sắc nét và chân thực hơn bao giờ hết Hình ảnh với độ tương phản tuyệt vời như HDR 4K, cùng hiệu năng cần thiết để chơi game có độ phân giải cao 1080p Bộ xử lý Intel® Core™ thế hệ thứ 10 với đồ họa Intel® Iris® Plus và Intel® UHD Graphics được tích hợp sẵn mang đến trải nghiệm hình ảnh sống động, chân thực cho laptop với một mức giá phải chăng hơn Tốc độ xử lý tuyệt vời

Riêng với dòng chip gen 10 Ice Lake sẽ bắt đầu các bộ xử lý có TDP 9W, 15W và 28W với cấu hình đến 4 nhân, 8 luồng và xung nhịp turbo đạt tới 4,1 GHz, tương đương với con chip trên chiếc MacBook Pro 13 inch của Apple Về phương diện xung nhịp CPU, nhờ các lõi

mới với vi kiến trúc Sunnycove, Intel cho biết hiệu năng của Ice Lake sẽ nhanh hơn 18% khi

so với kiến trúc Skylake

1.2.3 Bài tập

a Đọc ra những thông số quan trọng và phân biệt được các đầu dây cấp nguồn của một bộ nguồn bất kỳ mà giáo viên cung cấp

b Đọc và phân biệt các loại CPU cũng như các thông số quan trọng đối với các loại CPU

do giáo viên cung cấp

1.3 Bo Mạch Chủ

1 3.1 Nhiệm vụ & đặc điểm

Là thành phần quan trọng nhất của máy vi tính, điều khiển tất cả các thiết bị của máy vi tính và phối hợp với bộ xử lý để xử lý các nhiệm vụ của máy tính Bo mạch chính chứa bộ vi

xử lý, các chíp hỗ trợ cho bộ vi xử lý, bộ nhớ máy tính và các khe cắm mở rộng Đây là thành phần quyết định chất lượng và tốc độ của máy

Được sản xuất bằng công nghệ mạch in PCB (Printed Circuit Board) Do số chân nối vi mạch ngày càng nhiều, số lượng dây dẫn trên bo mạch ngày càng lớn khiến diện tích bo mạch cũng tăng theo Để giải quyết vấn đề này, người ta dùng mạch in nhiều lớp (hiện nay sử dụng mạch in 4 lớp), sản xuất theo nguyên lý xếp chồng và dùng công nghệ dán bề mặt SMT (Surface Mounted Technology) Công nghệ này cho phép dán vi mạch (IC) lên bo mạch chính

Bo mạch chính được phân loại theo hai dạng:

- Bo mạch chính chuẩn AT: được thiết kế cho các máy thế hệ cũ (PC 286, 386, 486) và lắp

bộ nguồn AT (gồm 2 giắc P8, P9) Loại bo mạch này có nhược điểm cồng kềnh phức tạp khó lắp đặt (các thiết bị nhập/xuất phải dùng cáp để đưa ra)

- Bo mạch chính chuẩn ATX: là dạng bo mạch phổ biến cho các máy thế hệ mới và được

lắp đặt với bộ nguồn ATX Các cổng thiết bị nhập/xuất (COM, LPT, PS/2, USB) được hàn trực tiếp trên bo mạch cho phép các thiết bị dễ kết nối

Điện áp cung cấp cho bo mạch chính chuẩn ATX được thiết kế có 1 giắc 20 chân, có chấu (không sợ bị cắm nhầm) Bộ nguồn được thiết kế có mức điện áp 3,3V cung cấp cho CPU, vì

Hình 1.30 Bo mạch chủ AT

vậy không cần ổn áp tích hợp trên bo mạch, có 1 sensor nhiệt ở cạnh CPU để kiểm tra nhiệt

độ của CPU và báo về BIOS (bảo vệ CPU khi quá nhiện sẽ báo động hoặc tắt máy)

Các vi mạch điều khiển được tích hợp với mật độ cao và có thêm nhiều tính nằng được gọi

là chipset

Hình 1.31 Bo mạch chủ ATX 1.3.2 Cấu tạo

Bo mạch chính luôn được phát triển cùng với sự phát triển của bộ vi xử lý Về nguyên tắc

cơ bản thì không có sự khác nhau, nhưng với các bo mạch mới các chipset được tích hợp và điều khiển với tốc độ cao

Hình 1.32 Sơ đồ cấu tạo MB cũ

Khi bộ vi xử lý 486 ra đời, Intel đã thiết kế bộ xử lý thành một bộ phận mà người dùng có thể tháo lắp, thay thế dễ dàng và phát triển tiêu chuẩn cho các đế cắm và khe cắm dành cho CPU Như vậy khi biết bo mạch dùng loại Socket hay Slot nào thì bộ xử lý cũng được chế tạo thích hợp để lắp vào các Socket hay Slot đó

Socket là đế cắm trực tiếp CPU trên bo mạch chính Có ưu điểm chắc chắn, tiếp xúc tốt Trên Socket có chiều vát (chân 1 của CPU) để không bị cắm ngược CPU

Slot là khe cắm CPU đứng trên bo mạch (CPU được hàn trực tiếp hoặc lắp trên 1 adapter) Nhược điểm: CPU không được chắc chắn phải có hai gá đỡ 2 bên

Ví dụ: Một số loại Socket và CPU tương ứng với nhau

- Chipset Cầu Bắc

+ Đặc điểm và nhiệm vụ:

Chipset là bộ phận quan trọng nhất trên bo mạch chính, có nhiệm vụ:

Là nơi trung chuyển để các thành phần như bộ vi xử lý, bộ nhớ, card video trao đổi với nhau để tạo ra một hệ thống máy tính hoạt động

Điều khiển bộ nhớ, điều khiển bus, điều khiển I/O, chipset quyết định tốc độ xung của hệ thống, bộ xử lý va bộ nhớ

Như vậy chipset sẽ cho biết loại bộ xử lý, bus hệ thống, loại và dung lượng bộ nhớ Hiện nay chipset phát triển với tốc độ rất nhanh để đáp ứng với tốc độ phát triển của bộ vi xử lý

+ Các loại chipset:

Chipset có vị trí rất quan trọng trong hệ thống máy tính, có nhiều hãng sản xuất (VIA, SIS, Intel ), trong đó chipset của hãng Intel vẫn được ưu chuộng trên thị trường Vì vậy ta chỉ nghiên cứu về chipset của hãng Intel

Quá trình phát triển của chipset:

Thời kỳ đầu khi sản xuất bo mạch chính, ngoài bộ vi xử lý còn có các bộ phận khác trong hệ thống như được giới thiệu trong bảng sau:

Bảng 1.2 Các bộ phận khác của bo mạch

 Đến năm 1986 tất cả các chip trên được tích hợp vào một chip có tên là 82C206 (gồm chip: 82284, 82288, 8254, 8259, 8237 và MC 146818) Bốn chip khác phụ thêm

cho 82C206 làm việc như bộ đệm và điều khiển bộ nhớ có tên là CS8220 Đến nay các chipset luôn được thay đổi để đáp ứng với tốc độ của bộ vi xử lý

Quá trình phát triển của chipset qua các thế hệ (tính từ thế hệ máy PC 486 đến nay): Thế hệ phát triển chipset của intel tương ứng với sự phát triển CPU xx là tên đuôi của chipset Ví dụ: Một vài thế hệ chipset tương ứng với nhau

- Chip Cầu Nam

Có nhiệm vụ điều khiển một số thiết bị vào/ra Trước kia trên các máy thế hệ cũ, chip được nằm trên 1 card mở rộng gọi là card I/O Hiện này chip này được tích hợp trên bo mạch chính Các thành phần của chip I/O gồm:

Mạch điều khiển đĩa mềm (FDC)

Mạch điều khiển các cổng nối tiếp (COM, PS/2) Hầu hết cổng nối tiếp sau này đều dùng thiết kế vùng đệm cho mỗi cổng, thiết kế này gọi là mạch thu/phát không đồng bộ UART (Universal Asyn-chronous Receiver Transmitter)

Mạch điều khiển cổng song song (LPT)

Mạch điều khiển thời gian thực RTC (Real Time Clock)

Mạch lưu giữ cấu hình hệ thống CMOS-RAM (Complementery Metal Oxide Semiconductor-Random Access Memory)

Mạch điều khiển nguồn điện thông minh (PS-ON/OFF)

Mạch điều khiển ổ cứng IDE (Integrated Drive Electronics) và mạch điều khiển cổng tuần

tự đa năng cao tốc USB (Universal Serial Bus) được tích hợp trong chipset, do đó tốc độ truyền cao hơn

Khe cắm bộ nhớ

Trên bo mạch chính được thiết kế các khe cắm cho bộ nhớ trong Những khe này cũng được thay đổi để tương thích với sự phát triển của chipset và bộ nhớ RAM Trên bo mạch chính có từ 2-5 khe tùy theo thiết kế của bo mạch, các khe được đánh số thứ tự (nên cắm RAM theo đúng thứ tự đã ghi trên bo mạch chính Gồm các loại sau:

Khe SIMM (Single Inline Memory Module) 72 chân, rộng 32 bit, RAM cắm nghiêng để lắp các bộ nhớ SRAM (Static Random Access Memory) hay còn gọi là EDO RAM (RAM tĩnh) cho các máy thế hệ cũ PC 386-486 và những máy tính thế hệ đầu của Pentium

Khe DIMM (Dual Inline Memory Module) để lắp các bộ nhớ SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory-RAM động) 168 chân, rộng 64 bit Trên khe cắm có 2 khuyết để không bị cắm ngược RAM

Khe DDR (Double Data Rate), để lắp các bộ nhớ DDR SDRAM Loại bộ nhớ này giống như SDRAM nhưng tốc độ truyền dữ liệu thông thường là tăng gấp đôi và 184 chân Trên khe

có 1 khuyến lệch để không bị cắm ngược

Khe RIMM (Rambus Inline Memory Module) dùng để cắm cho RDRAM (RAM truyền với tốc độ rất cao)

Giao diện truyền dữ liệu IDE/ATA, SCSI, Serial ATA

Giao diện IDE/ATA:

+ Giao diện IDE (Integrated Drive Electronics) là giao diện chỉ bất kỳ ổ đĩa nào có tích hợp bộ điều khiển đĩa, gồm 40 chân (đánh số từ 1 đến 40), một bo mạch thường có 2 IDE (IDE1 và IDE2) Cáp IDE gồm 40 dây, tín hiệu truyền trên cả chân chẵn và chây

lẻ, do vậy cáp không thẻm là dài được, tối đa 46 cm (nếu dài sẽ gây nhiễu trên đường truyền và truyền dữ liệu với tốc độ thấp) Trong thực tế gọi là chuẩn IDE

+ Giao diện ATA được kiểm soát gồm đại diện nhiều nhà sản xuất máy tính, ổ đĩa và các linh kiệu khác Chịu trách nhiệm về tất cả chuẩn giao diện liên quan tới giao diện lưu trữ ATA Giao diện ATA được phát triển thành những phiên bản sau: ATA-1 (1986-1994), ATA-2 (1996), ATA-3 (1997), ATA-4 (1998, còn gọi là Ultra-ATA/33), ATA-5 (1999 đến nay, còn gọi là Ultra-ATA/66/100/133 MHz)

+ Phiên bản ATA-5 được sử dụng rộng rãi cho các máy tính tốc độ cao ATA/66 MHz thể hiện máy có thể truyền dữ liệu với tốc độ 66 MB/s

+ Để truyền tốc độ cao này cáp ATA được thiết kế 80 dây (các chân nói đất và chân tín hiệu xen kẽ nhau nhằm mục đích khử nhiễu) Khe IDE trên bo mạch thường có màu để quy định cắm cáp cho đúng (màu đỏ, hoặc xanh)

Giao diện SCSI

+ SCSI là giao diện dùng để kết nối nhiều loại thiết bị trong một máy tính, lắp các ổ cứng có tốc độ trao đổi dữ liệu cao (thường được thiết kế trong các máy chủ)

+ Một bus SCSI hỗ trợ nhiều thiết bị (từ 4-16 thiết bị: ổ cứng, ổ từ (Tape), ổ quang từ (MO), ổ CD ROM, ổ CD-ReWrite)

Một số thiết bị ngoại vi truyền dữ liệu tốc độ cao đều dùng chuẩn SCSI (máy quét, máy in )

+ Khi có một thiết bị SCSI như ổ cứng SCSI thường có mạch điều khiển SCSI (còn gọi

là bộ điều hợp chủ Host Adapter) được tích hợp thì phải dùng 1 card SCSI riêng để điều khiển thiết bị

+ Cáp truyền SCSI thường có 50 dây chân hoặc 68 dây tín hiệu Một số ổ thiết kế cho máy chủ chân tín hiệu và chân nguồn nằm trên cùng một khe có 80 chân Tín hiệu được truyền trên chân chẵn còn chân lẻ được tiếp đất (chân chẵn và lẻ được thiết kế xen kẽ nhau để khử nhiễu)

Giao diện SATA

+ Để đáp ứng máy tính xử lý tốc độ cao, nếu sử dụng chuẩn IDE-ATA không thể đáp ứng được tốc độ truyền dữ liệu (tối đa 133MB/s) Năm 2002 các hãng sản xuất bo mạch chủ thiết kế chuẩn truyền dữ liệu nối tiếp gọi là SATA (từ chipset 865/875 đã được tích hợp thêm cổng SATA) SATA truyền dữ liệu với tốc độ cao đạt 150MB/s, đến năm

+ Dùng để lắp các thiết bị ngoài (Card video, card sound, card net, )

+ Khe AGP (Accelerated Graphics Port): được thiết kế riêng cho cổng đồ hoạ, lắp các card video chuẩn AGP, được điều khiển tần số 66 MHz

+ Khe PCI (Peripheral Componet Interconnect): được thiết kế để lắp các thiết bị chuẩn PCI, điều khiển tần số 33 MHz

+ Khe ISA (Industry Standard Architecture): được thiết kế để lắp các thiết bị chuẩn ISA, điều khiển tần số 8 MHz Hiện nay các máy tính đời mới đều bỏ khe loại này Chân cắm tín hiệu

+ Chân cắm bật công tắc nguồn (phím mềm): PW-SW

+ Chân cắm đèn báo nguồn: Power-Led

+ Chân cắm đèn báo ổ cứng: HDD-Led

+ Chân cắm khởi động nóng: Reset

+ Chân cắm ra loa: Speaker

ROM BIOS, RAM CMOS

+ Bộ nhớ BIOS (Basic Input/Output System: hệ thống nhập xuất cơ sở): BIOS là phần liên kết giữa phần cứng và phần mềm trong hệ thống Quản lý các trình điều khiển trong hệ thống cùng hoạt động như một giao diện giữa phần cứng và hệ điều hành Có hai loại BIOS: BIOS trên bo mạch chính và BIOS trên card (card video, card net, )

ROM-+ Bộ nhớ CMOS RAM (Complementary Metal Oxit Semiconductor): CMOS RAM thực chất là chip đồng hồ RTC (Real Time Clock) có vài trăm byte nhớ, được thiết kế

sử dụng công nghệ CMOS (chất bán dẫn oxit-metal), được nuôi bằng pin khô Khi vào BIOS Setup cấu hình tham số đĩa cứng hay các thiết lập BIOS Setup khác được lưu giữ trong CMOS RAM Mỗi khi hệ thống khởi động nó đọc tham số lưu trữ trong CMOS RAM Như vậy CMOS RAM giữ thông tin quan trọng về hệ thống cần thiết cho quá trình POSt và BIOS Giữa BIOS và CMOS RAM có một mối liên hệ nhưng chúng là các thành phần khác nhau của hệ thống

1.3.3 Phân loại mainboard

Loại không Onboard: Là loại main không tích hợp thiết bị nào ở trên Loại này chạy ổn định nhưng giá thành đắt

Loại có Onboard: Là loại main được tích hợp một số thiết bị trên main như card video, card sound, card net hiện nay rất phổ biến

Loại bo mạch dùng share RAM: Là loại main dùng chipset lấy một phần của bộ nhớ chính làm RAM video và được tích hợp một số thiết bị trên man Loại này rất phổ biến, giá rẻ Cách chọn bo mạch chính:

- Khi lắp máy tính, tùy theo mục đích và nhu cầu sử dụng để chọn 1 bo mạch thích hợp

Nhưng nên theo các tiêu chí sau:

- Chất lượng của bo mạch: quyết định đến độ ổn định của hệ thống

- Hãng sản xuất: chọn các hãng nổi tiếng chuyên sản xuất bo mạch (Intel, Gigabyte )

- Nhà cung cấp: nên chọn nhà cung cấp được các hãng ủy quyền làm đại lý chính thức tại

Việt Nam (OEM)

1.3.4 Bài tập

Phân biệt các loại bo mạch chủ và đọc được các thông số cũng như các thành phần quan trọng nhất trên các bo mạch chủ mà giáo viên cung cấp

1.4 Bộ nhớ chính - Chuẩn thiết bị lưu trữ

1.4.1 Giới thiệu về bộ nhớ chính (trong)

- Giới thiệu:

Bộ nhớ máy tính (Computer data storage), thường được gọi là ổ nhớ (storage) hoặc bộ nhớ (memory), là một thiết bị công nghệ bao gồm các phần tử máy tính và lưu trữ dữ liệu, được dùng để duy trì dữ liệu số Nó là một linh kiện cơ bản có chức năng cốt lõi của các máy tính

Bộ nhớ máy tính bao gồm các bộ nhớ điện tĩnh (non-volatile memory) để lưu trữ được dữ liệu của máy tính một cách lâu dài (khi kết thúc một phiên làm việc của máy tính thì dữ liệu không bị mất đi), hoặc bộ nhớ điện động (volatile memory) để lưu dữ liệu tạm thời trong quá trình làm việc của máy tính (khi kết thúc một phiên làm việc của máy tính thì bộ nhớ này bị mất hết dữ liệu)

Các thiết bị lưu trữ dữ liệu cho bộ nhớ lâu dài bao gồm: Đĩa cứng, Đĩa mềm, Đĩa quang, Băng từ, ROM, các loại bút nhớ

Các thiết bị lưu trữ dữ liệu tạm thời trong quá trình làm việc: RAM máy tính, Cache Hầu hết các bộ nhớ nêu trên thuộc loại bộ nhớ có thể truy cập dữ liệu ngẫu nhiên, riêng băng từ là loại bộ nhớ truy cập tuần tự

Bộ nhớ máy tính có thể chia thành hai dạng: Bộ nhớ chính (trong) (main memory) và bộ nhớ ngoài (phụ) (external storage)

- Phân loại bộ nhớ chính:

Bộ nhớ chính thường được chia làm 2 loại: ROM và RAM

Bộ nhớ chỉ đọc (ROM – Read Only Memory):

ROM là bộ nhớ bán dẫn chỉ dùng để đọc Các chương trình và dữ liệu ghi lên ROM thì được lưu trữ trong thời gian dài ngay cả khi mất điện, thông tin cũng không bị mất Vì vậy ROM dùng để chứa các phầm mềm khởi động và một số hệ thống cơ sở khác được gọi là ROM BIOS nằm trên bo mạch chính

Ngoài ra một số card cũng có ROM chứa các lệnh bổ sung cho ROM BÍO và các trình điều khiển cho card đó, đặc biệt những card cần hoạt động ngay (card màn hình, card mạng) Các card không cần trình điều khiển ngay thì không cần có ROM vì các trình điều khiển này thường được nạp từ ổ đĩa trong quá trình khởi động

Bộ nhớ được chia làm các loại sau:

Hình 1.35 Sơ đồ phân loại bộ nhớ trong