Tài liệu phần cứng máy tính

Tài liệu phần cứng máy tính

CH NG 1: THÔNG TIN - X LÝ THÔNG TIN T NG QUAN V H TH NG MÁY TÍNH

I - THÔNG TIN:

1.1- Khái ni m v thông tin, phân l ai thông tin:

D li u (data) là các s ki n không có c u trúc , không có ý ngh a rõ ràng, cho đ n khi chúng đ c t ch c theo m t ti n trình tính toán nào đó

Thông tin (Information) là m t khái ni m tr u t ng đ c th hi n qua các thông báo ,các bi u hi n,… đem l i m t nh n th c ch quan cho m t đ i t ng nh n thông tin Thông tin là d li u đã đ c x lý xong, mang ý ngh a rõ ràng Thông tin c ng có th b

di n đ t sai l ch , xuyên t c do tác đ ng c ý hay vô ý c a con ng i hay sinh v t khác

M t h th ng thông tin (Information System) là m t ti n trình ghi nh n d li u, x lí và cung c p t o nên d li u m i có ý ngh a thông tin, liên quan m t ph n đ n m t t ch c,

đ tr giúp các h at đ ng liên quan đ n t ch c

Nh p Xu t

1.2- n v đo thông tin:

n v đ đo thông tin g i là Bit M t bit t ng ng v i m t ch th ho c m t thông báo nào đó v m t s ki n có trong hai tr ng thái có s đo kh n ng xu t hi n đ ng th i là

T t(Off) / M (On) hay úng (True) / Sai (False)

Ví d : M t m ch đèn có hai tr ng thái là :

-T t (Off) khi m ch đi n qua công t t là h

-M (On) khi m ch đi n qua công t t là đóng

S nh phân s d ng sai s h ng 0 và 1.Vì kh n ng s d ng hai s 0 và 1 là nh nhau nên m t ch th g m m t ch s nh phân có th xem nh là ch a đ n v thông tin nh

nh t

Bit là vi t t t c a Binary digit Trong tin h c , ng i ta s d ng các đ n v đo thông tin

l n nh sau:

B ng đ n v đo thông tin

1.3 Mã hóa thông tin r i r c:

T t c thông tin d ng v n b n (text),ch (character), s (number), ký hi u (symbol), đ

h a (graphic), hình nh (image) ho c âm thanh (sound),… đ u đ c g i là các tín hi u

(signals) Tín hi u có th là liên t c hay r i r c Máy tính t ng t (Analog Computer) là

máy tính chuyên d ng x lý m t s các tín hi u liên t c nh tín hi u đi n , âm

thanh…Trong khi đó , h u h t các d li u mà chúng ta có đ c th ng tín hi u r i r c

đ di n t các tín hi u liên t c qua các s đo h u h n Khi đ a các tín hi u này vào máy

tính, chúng đ c mã hóa sang sang các tín hi u s (digital signal) nh m giúp máy tính có

th hi u đ c thông tin r i r c Nguyên lý này t p trung các đi m ch y u sau:

-Tín hi u liên t c có th xem nh m t chu i x p x các tín hi u r i r c v i chu kì l y

Tín hi u r i r c là tín hi u có tr c th i gian b r i r c hóa v i chu k l y m u là Ts=1/Fs,

v i Fs là t n s l y m u.Ti ng nói con ng i th ng có t n s Fs=10 Khz M t s ví d

v thông tin r i r c là hình trên phim đ c chi u trên màn nh là các nh r i r c xu t

hi n v i t c đ 25 nh/giây M t ng i không phân bi t s r i r c này nên có c m t ng hình nh là liên t c

II – X LÝ THÔNG TIN:

2.1 – S đ t ng quát c a m t quá trình x lý thông tin:

M i quá trình s lý thông tin b ng máy tính hay b ng m t con ng i đ u đ c th c hi n theo m t qui trình sau:

D li u (data) đ c nh p đ u vào (Input) Máy tính hay con ng i s th c hi n quá trình x lý nào đó đ nh n thông tin đ u ra (Output) Quá trình nh p d li u x lý và

xu t thông tin đ u có th đ c l u tr

Mô hình t ng quát quá trình x lý thông tin

2.2 X lý thông tin b ng máy tính đi n t :

Thông tin là k t qu bao g m nhi u quá trình x lý các d li u và thông tin có th tr thành d li u m i đ theo m t quá trình x lý khác t o ra thông tin m i h n theo ý đ c a con ng i

Con ng i có nhi u cách đ có d li u và thông tin Ng i ta có th l u tr thông tin qua

tranh v , gi y, sách báo, hình nh trong phim, b ng t … Trong th i đ i hi n nay, khi

l ng thông tin đ n v i ta càng nhi u thì con ng i có th dùng công c h tr cho vi c

l u tr , ch n l c và x lý thông tin g i là máy tính đi n t (Computer) Máy tính đi n t

có th giúp con ng i ti t ki m nhi u th i gian, công s c và t ng đ chính xác cao trong

vi c t đ ng hóa m t ph n hay toàn ph n quá trình x lý d li u hay thông tin

NH P D LI U

(INPUT)

X LÝ (PROCESSING)

XU T D LI U (OUTPUT)

L U TR (STRORAGE)

lý tính toán h c và truy n thông tin

-K thu t ph n m m (Software engineering): nghiêm c u phát tri n các h đi u hành, ngôn ng l p trình cho các bài toán khoa h c k thu t, mô ph ng, đi u khi n t đ ng, t

- Nông nghi p – Ngh thu t, gi i trí,v.v…

3.3 – Máy tính đi n t và l ch s phát tri n:

Do nhu c u c n t ng đ chính xác và gi m th i gian tính tóan, con ng i đã quan tâm ch

t o các công c tính toán t x a: bàn tính tay c a ng i Trung Qu c , máy c ng c h c

c a nhà toán h c Pháp Blaise Pascal (1623 – 1662), máy tính c h c có th c ng tr nhân chia c a nhà toán h c c Gootfried Willhelmvon Leibniz (1646 – 1716), máy sai phân

đ tính đa th c toán h c, máy phân tích đi u khi n b ng phi u đ c l c a Charles Babbage (1792 – 1871)

Tuy nhiên, máy tính đi n t th c s hình thành vào th p niên 1950 và đ n nay trãi qua 5

th h đ c phân l ai theo s ti n b v công ngh đi n t và vi đ ên t c ng nh các c i

ti n v nguyên lý , tính n ng và lo i hình c a nó

* Th h 1 (1950 – 1958): Máy tính đi n t s d ng các bóng đèn đi n t chân không, m ch riêng r , vào s li u b ng phi u đ c l , đi u khi n b ng tay Máy có kích th c r t l n, tiêu th n ng l ng nhi u, t c đ tính tóan ch m kh ang 300 – 3.000 phép tính m i giây L ai máy tính đi n hình th h 1 nh EDVAC( M ) hay BESM (Liên Xô c ) …

* Th h 2 (1958 – 1964): Máy tính dùng b x lý b ng đèn bán d n, m ch in Máy

có ch ng d ch nh Cobol, Fortral và h đi u hành đ n gi n Kích th c máy còn

l n, t c đ tính còn kh ang 10.000 đ n 100.000 phép tính m i giây i n hình nh

l ai IBM – 1070 (M ) hay MINSK (Liên Xô c ), …

* Th h 3 (1965 – 1974): Máy tính đ c g n các b x lý b ng vi m ch đi n t c

nh có th có đ c t c đ tính kh ang 100.000 đ n 1 tri u phép tính m i giây Máy

đã có các h đi u hành đa ch ng trình, nhi u ng i dùng đ ng th i ho c theo ki u chia th i gian K t qu t máy tính có th xu t ra tr c ti p máy in i n hình nh

l ai IBM 360 (M ) hay EC (Liên Xô c )…

* Th h 4 (1974 đ n nay): Máy tính có các đa vi m ch x lý có t c đ tính đ n hàng

ch c đ n hàng t phép tính m i giây Giai đ an này hình thành 2 lo i máy tính chính: máy tính cá nhân đ bàn (Personal Computer – PC) ho c xách tay (Laptop ho c Notebook computer) và các l ai máy tính chuyên nghi p th c hi n đa ch ng trình,

đa x lý,…hình thành các h th ng máy tính (Computer Network), Internet và các

ng d ng phong phú đa ph ng ti n

* Th h 5 (1990 – nay): B t đ u có các nghiên c u t o ra các máy tính mô ph ng các h at đ ng c a não b và hành vi con ng i, có trí khôn nhân t o v i kh n ng t suy di n phát tri n các tình hu ng nh n đ c và nh ng h qu n lý ki n th c c s đ

gi i quy t các bài toán đa d ng

3.4 X lý thông tin b ng máy tính đi n t :

Trong cu c s ng con ng i luôn ph i x lý thông tin, nh ng thông tin ngày m t nhi u và ph c t p và có nh ng v n đ b n thân con ng i không gi i quy t đ c mà

ph i nh đ n ph ng ti n máy móc Máy tính đi n t không bi n đ i n ng l ng, không tr c ti p giúp con ng i chinh ph c kho ng cách mà nó giúp con ng i x lý thông tin c c k nhanh chóng, chính xác v i kh i l ng l n Máy tính đi n t th t s giúp con ng i nhân lên g p b i n ng l c trí tu Có th nói s ra đ i c a máy tính

đi n t là m t cu c cách m ng v c gi i hóa trí óc

Máy tính đi n t (g i t t là máy tính ): Là m t h th ng các thi t b đi n t có các kh

n ng:

- T ch c và l u tr thông tin v i kh i l ng l n

- X lý d li u v i t c đ nhanh, chính xác t đ ng

Thông tin - s n ph m c a máy tính là hàng hóa , là nhu c u, là đi u ki n c c k quan

tr ng đ n phát tri n n n kinh t , v n hóa và xã h i, quân s và các ngành khoa h c k thu t khác…

3.5 Nguyên lý Von Neumann:

3.5.1 Máy Turing:

N m 1936, Turing đã đ a ra mô hình lý thuy t đ n gi n v m t thi t b tính toán mà ngày nay ng i ta g i là máy Turing Theo Turing thì mô hình c a ông ta có th tính

đ c m i hàm đ c xem là tính đ c Nói cách khác, m i quá trình tính toán có th

th c hi n đ c thì đ u có th l p trình đ c trên máy Turing Ngày nay gi thuy t này đã đ c ch p nh n ph bi n và máy Turing là c s cho lý thuy t tính toán hi n

đ i Turing không xây d ng các máy tính th c t mà ch nêu lên cách t o ra máy trên

gi y t M c đ ích c a ông là nghiên c u sâu v lu n lý hình th c ,và Automata (máy) c a ông là ph ng th c mô t cho cách bao quát v n đ c b n

Khái ni m Automat chính là khái ni m v m t máy đ c xây d ng theo quan đi m toán h c Máy tính này có m t s tr ng thái h u h n và có kh n ng t chuy n tr ng thái c a mình khi có tác đ ng thích h p t bên ngoài Ngay nay lý thuy t Automat là

m t môn h c c s trong ch ng trình đào t o k s tin h c

h u h n các ký hi u B x lý là m t máy tính s có m t s h u h n tr ng thái bên trong

Nó có m t đ u đ c-ghi có kh n ng đ c n i dung c a m i ô trên b ng, thay đ i n i dung

đó và chuy n b ng đi m t ô sang trái hay ph i so v i v trí hi n t i

Memory

Input

Output

Processor Accumulator

Control Unit

Arithmetic Logic unit

Máy Turing là m t k t qu lu n lý ch ra r ng có t n t i m t công c v n n ng cho phép

gi i đ c t t c các bài tóan có thu t toán gi i chúng Tuy nhiên, đ có đ c m t máy tính v n n ng, c n có thêm các công trình nghiên c u v công ngh ch rõ cách th c xây

d ng và qui đ nh nguyên t c làm vi c c a máy này Các c s khoa h c cho công ngh

ch t o máy tính đã đ c phát tri n t i vi n nghiên c u nâng cao c a M vào nh ng n m

1940 và k t qu n i b t nh t là nguyên lý Von Neumann

3.5.2 – Nguyên lý Von Neumann:

Von Neumann, b lôi cu n b i nh ng ý t ng c a Turing, đã nghiên c u trên hai h ng:

M t thi t b ph i ph c t p đ n đâu đ có th t tái t o mình và v n đ t ch c các thi t b Vào cu i tháng 6 n m 1946, Burks, Goldstine và Von Neumann đã cho xu t b n bài báo

“Th o lu n s b v thi t k lu n lý cho công c tính tóan đi n t ” N i dung c b n c a bài báo này v sau đ c coi là nguyên lý Von Neumann, c s c a m i máy tính hi n đ i ngày nay

Theo nguyên lý Von Neumann, máy tính v m t ki n trúc bao g m các b ph n ch y u sau:

và lu n lý trên d li u n v vào ra th c hi n các giao ti p v i con ng i

Hai tính ch t n i b t c a máy tính nguyên lý Von Neemann là:

Máy th c hi n tu n t các l nh trong ch ng trình

B nh đ c xem nh kho d li u ch a các giá tr tích l y c a quá trình x lý

Ch ng trình c ng đ c coi là m t lo i d li u đ c bi t và có th bi n đ i trong quá trình

x lý

3.6 - Các l ai máy tính đi n t hi n nay:

3.6.1 – Máy vi tính (Microcomputer):

Máy tính cá nhân (PC – Personal Computer) đ c hãng IBM phát tri n t n m 1981

nh m ph c v cho đ i t ng làm vi c t i v n phòng và gia đình T đó đ n nay , PC mà

ng i ta th ng g i là máy vi tính ngày càng tr nên ph bi n và c n thi t cho nhi u l nh

v c đ i s ng T c đ phát tri n nh vi tính ngày nay m nh h n, nhanh h n tr c nhi u

i v i l ai máy này, t i m i th i đi m ch có m t ng i dùng, tính n ng m r ng các

thi t b ng ai vi b h n ch Giá thành th p (t vài tr m đ n vài ngàn USD)

3.6.2 – Máy tính Mini (Minicomputer):

Là l ai máy tính dùng đ x lý các h th ng s li u

l n, th ng dùng làm máy ch (Server) trong các

tr ng đ i h c hay công ty đa qu c gia, t i m i th i

đi m cho phép hàng ngàn ng i cùng truy c p vào

Giá thành cao (vài ngàn USD)

3.6.3 - Máy Mainframe:

L ai máy tính dùng đ x lý các h th ng d li u

cho m t qu c gia hay trên tòan c u Giá thành cao

nh t trong các l ai máy tính đi n t Tùy theo ch c

n ng, máy tính có th lên đ n hàng tri u USD

Mainframe

Microcomputer

IV - T CH C BÊN TRONG MÁY TÍNH:

Thi t b nh p (Input Devices)

Là thi t b cho phép nh p thông tin t bên ngoài vào máy tính

Thi t b nh p chu n (standard input device) là bàn phím

(Keyboard) Ngoài ra còn có còn có thi t b nh p ph khác

nh : máy quét (scanner),mouse, camera…

Thi t b xu t (Output Device)

Là thi t b cho xu t thông tin sau khi đ c máy tính x

lý Thi t b chu n (standard output device) là màn hình

(monitor) Ngoài ra còn có các thi t b ph nh : máy in

B X Lý trung ng

CPU Các Thi t B

B Nh Ngòai

B Nh Trong Thanh Ghi

n V

i u Khi n

n V Tính Tóan

Mouse

(printer), máy v (plotter),…

4.1.2 -Kh i x lý (Central Processing Unit – CPU)

u não c a máy tính là b vi x lý , trong đó đ n v gi quy n đi u khi n t t c các thi t

b khác là CPU (Central Processing Unit - n v x l ý trung tâm) B vi x lý là m t chip đi n t tích h p có kích th c nh nh ng chi ph i m i h at đ ng c a máy tính

Rom đ c tích h p trên các b ng m ch c a máy tính nh :

Mainboard, Card màn hình,card m ng … c đi m c a

Rom có dung l ng nh t 4 KB đ n vài MB Thông tin

bên trong Rom v n t n t i khi không đ c cung c p đi n

Ch ng trình Rom g i là ph n d o (Firmware) các

ch ng trình này do nhà s n xu t ghi tr c khi xu t

x ng Ph n d o làm c u n i gi a ph n c ng và ph n m m

RAM (Random Access Memory): Là b nh truy

c p ng u nhiên dùng đ l u tr thông tin t m th i

trong khi máy v n hành, cho phép ghi xóa hay thay

đ i n i dung Do ph i truy xu t tu n t , nên t c đ

truy c p r t cao S c ch c c a ram t 0.5 MB đ n

GB Ng c l i v i Rom, toàn b thông tin trong b

nh Ram s b m t khi không c p đi n

Kh i nh ngòai

Là các thi t b cho l u tr thông tin lâu dài bao g m các

đ a m m, đ a c ng, CD – Rom, DVD – Rom , đ a quang,

b ng t ,…

ROM

SD RAM

c đi m: Có s c ch a vô h n và thông tin không b m t khi không cung c p đi n Khi

c n x lý thông tin trong b nh ngòai thì các thông tin này s đ c n p vào b nh chính (main memory) là Ram sau đó chuy n đ n CPU Do truy c p tu n t và ph i qua trung gian nên t c đ truy xu t thông tin trên b nh ngoài ch m h n so v i b nh trong.T c đ truy xu t còn tùy thu c vào t ng l ai thi t b , ch m nh là b ng t ->đ a

m m->…

4.1.4 – Các thi t b truy n tin:

Là các thi t b cho phép k t n i và thông tin liên l c gi a máy tính v i nhau, các thi t b

Là các ch ng trình b t bu c ph i có và đ c cài đ t s n khi l p máy nh :

H đi u hành (Operating System ): Là t p h p các ch ng trình h th ng dùng đ đi u khi n các h at đ ng c a máy tính nh m giúp cho s giao ti p gi a ng i và máy Ch ng

h n h đi u hành DOS, h đi u hành Windows 98/2000/XP, Unix,Linux,…

Các ch ng trình d ch: Do máy tính tr c ti p “hi u” đ c các ch ng trình vi t b ng ngôn ng c p cao (ch y u b ng ti ng Anh), vì v y c n ph i có ch ng trình d ch (gi ng

nh ng i d ch) đ d ch nh ng ch ng t ngôn ng c p cao sang ngôn ng máy thì máy

m i th c hi n đ c.Có hai cách d ch:

Thông d ch (Interpreter): D ch t ng câu l nh c a ch ng trình sang ngôn ng máy, d ch

đ n đâu thì thi hành đ n đó cho đ n khi ch ng trình đ c th c hi n xong

Biên d ch (Compiler): D ch toàn b ch ng trình t ngôn ng c p cao sang ngôn ng máy thành m t ch ng trình hoàn ch nh r i m i cho thi hành ch ng trình đó

4.2.2 Ph m m m ng d ng :

Là ch ng trình đ c vi t đ gi i quy t m t công vi c c th nào đó theo yêu c u c a

ng i s d ng b ng m t ngôn ng mà máy có th th c hi n đ c, các ngôn ng đ vi t

nh :Pascal , C ,C++, Java,… Hi n nay n c ta có các ph m m m ng d ng khá ph

bi n nh b ng tính (Excel …), các h so n th o v n b n (WordPerfect,WinWord …), các

ph n m m chuyên d ng thi t k (Autocab,Orcab,…), phân tích s li u, t ch c h th ng,

b o m t thông tin, v đ h a, ch i games,… và các ch ng trình ph c v cho l nh v c

qu n lý do các chuyên viên tin h c trong n c vi t Nói chung ph n m m ng d ng r t

đa d ng và phong phú

V- Tóm L i :

Ph n c ng: Ph n c ng là t t c các thi t b , linh ki n đi n t hay c khí c a máy tính đ c k t n i v i nhau theo m t thi t k đã đ nh tr c g i là ph n c ng Nó mang y u t v t ch t , do đó ta có th nhìn th y hay s mó đ c nh : CPU, RAM, ROM, Keyboard, các lo i Cable, …

Ph n c ng c a máy tính là m t h th ng m ngh a là ngoài các b ph n ch y u, chúng ta

có th l p ráp thêm các thi t b khác khi c n m t cách d dàng

Ph n m m: Ph n m m là m t b ch ng trình các ch th đi n t ra l nh cho máy tính th c hi n m t đi u nào đó theo yêu c u c a ng i s d ng Chúng ta không th th y

ho c s đ c ph n m m, m c dù chúng ta có th hi n th đ c ch ng trình trên màn hình

qu hay không ph i nh vào ph m m m Vi c đ u t cho ph n c ng máy tính có th xem

nh vi c sinh ra m t con ng i Vi c đ u t cho ph n m m máy tính có th ví nh vi c nuôi d y m t con ng i t khi sinh ra đ n khi tr ng thành

V y giá tr ph n m m r t l n so v i ph n c ng, chúng ta th y vi c cha m nuôi d y con cái đ n tr ng thành ph i m t ít nh t 18 n m

CPU

I/O Units RAM

_ _ _ _ _ _ _ BUS _ _ _

n v x lý trung tâm ( Central Processing Unit) còn g i là CPU, b vi x lý hay đ n

gi n là b x lý đã tr thành m t trong nh ng b c “ phát tri n” quan tr ng nh t ch a

t ng th y trong công ngh m ch IC Xét b ngoài, CPU là m t thi t b khá t nh t m c dù

t ng đ i ph c t p,song m t CPU đi n hình ch th c hi n ba ch c n ng chung:

ch c n ng khi n cho m t CPU tr nên xu t s c… mà là m i ch c n ng đ c thi hành

nh m t ph n c a m t ch ng trình mà CPU đ c và làm theo B ng cách thay đ i

ch ng trình, các ho t đ ng c a m t CPU có th đ c dàn x p l i hoàn toàn mà không

c n s a đ i h m ch máy tính Sau khi khái ni m v m t ch c n ng x lý trung tâm ra

đ i, các nhà thi t k đã nh n ra r ng cùng m t h th ng có th đ c dùng đ gi i quy t

vô s các v n đ khác nhau ( mi n là s d ng đúng t p ch l nh) Ý t ng v ti n trình x

lý trung tâm không ph i là m i Các máy tính tiên kh i c a nh ng n m 1940 và 1951 đã

áp d ng các khái ni m này cho các ch ng trình đ n gi n đ c l a tr trên các th đ c l

ho c b ng gi y Các máy tính l n và máy tính mini c a nh ng n m 1960 và 1970 c ng theo khái ni m x lý trung tâm Tuy nhiên, nó thích h p ch c n ng x lý trung tâm lên

m t IC đ n l ( b vi x lý) vào nh ng n m 1970 đã khi n máy tính cá nhân đ u tiên tr thành kh d , và đã nãy sinh các b c phát tri n bùng n CPU và kh n ng v n hành ch a

t ng th y

Tuy CPU có th đi u qu n các phép tính toán h c, song b n thân CPU ( cho mãi đ n g n đây) không đ c thi t k đ đi u qu n toán h c d u ch m đ ng nh là m t ch c n ng bên trong T t nhiên, toán h c d u ch m đ ng có th đ c th c hi n thông qua vi c gi

l p ph n m m, nh ng kh n ng v n hành cách ti p c n nh v y không th ch p nh n

đ c cho các ng d ng n ng v toán h c ( ch ng h n nh CAD và các ch ng trình khoa

h c) ng phó v i toán h c d u ch m đ ng có kh n ng v n hành cao trong ph n c ng

ng i ta đã phát tri n m t MCP ( MathCo-Processor: B đ ng x lý toán h c) ho c NPU ( Numerical Processing Unit: n v x lý s ) đ làm vi c k t h p v i CPU Tuy MCP

c đi n đã đ c th c thi nh m t thi t b đ ng đ c l p, các th h CPU m i h n đã sát

nh p các ch c n ng c a MCP vào CPU chính CPU có liên quan m t thi t v i t c đ và

kh n ng v n hành chung c a các máy tính cá nhân V i t cách là m t k thu t viên b n nên hi u rõ các đ nh chu n thi t y u và các đ c tính c a các CPU

I - C S V CPU:

Có th bi u th b vi x lý chung b ng m t s đ kh i Nh đã bi t có vài lo t tín hi u (

ho c các bus) mà b n nên làm quen: bus d li u, bus đ a ch và bus đi u khi n Ba bus này cho phép CPU liên l c v i các thành ph n khác c a PC và đi u khi n các ho t đ ng

c a nó, d li u th ng là 8, 16, 32, ho c 64 bit Nh b n có th đoán các bus d li u càng

l n càng t t b i chúng cho phép chuy n giao nhi u d li u h n và nhanh h n

th b ng m t ti n t “A” ( ch ng h n nh A0, A1, A2, A9….)

Các tín hi u đi u khi n đ c dùng đ đ ng b hóa và ph i h p ho t đ ng c a CPU v i các thi t b khác trong máy tính M c dù s l ng và cách dùng c a m i tín hi u đi u

khi n có h i thay đ i theo t ng th h song h u h t các tín hi u đi u khi n đ u r i vào vài ph m trù:

Khi xem xét m t b vi x lý, b n c ng ph i xem xét bi n pháp mà nó dùng đ đ nh đ a

ch b nh c a nó Các CPU Intel ban đ u ( ch ng h n nh 8088 và 8086) ch dùng 20 dòng đ a ch (đ c g n nhãn t A0 đ n A19) V i 20 dòng đ a ch , CPU ch có th truy

c p m t tri u đ a ch ( th c t là 1048576 đ a ch ) V k thu t đây không ph i là m t s

c và DOS đã đ c vi t đ làm vi c trong 1MB không gian này áng ti c, khi các CPU

m i h n đ c thi t k đ phá v rào c n b nh 1MB, DOS đã b k t v i gi i h n 1MB này ( m c dù có nhi u ph n m m ph c h p, nh các trình m r ng DOS và các trình

qu n lý b nh m r ng cho phép các ch ng trình DOS truy c p các vùng nh trên biên 1MB) duy trì tính t ng thích lùi v i các CPU c h n, các CPU m i h n có th v n hành m t trong hai ch đ Trong ch đ th c, m t CPU ng x gi ng nh m t 8088/8086 và ch truy c p v i 1MB DOS và các ch ng trình DOS chuyên hành trong

ch đ th c Các h đi u hành m i h n ( ch ng h n trong WIN 98 và OS/2) cho phép m t CPU v n d ng t t c các dòng đ a ch c a nó khi truy c p b nh i u này đ c m nh danh là ho t đ ng trong ch đ b o v ( Protected-mode) Ho t đ ng trong ch đ b o v không nh ng h tr các kh i l ng b nh v t lý l n h n nhi u mà nó còn h tr b nh

o Khi m t ch ng trình yêu c u nhi u b nh h n m c t n t i th c t trong h th ng CPU có kh n ng tráo mã gi a b nh và đ a c ng, th c v y đ a c ng có th đ c dùng đ mô ph ng RAM ph tr i Ph n m m ch y trên m t CPU trong ch đ b o v có

th ph c h p h n nhi u so v i các ch ng trình ch đ th c

III - KHÁI NI M CPU HI N I:

Công ngh CPU không ch đ n thu n là các bus và các ch đ đ nh đ a ch th c t , m t

s khái ni m mà b n ph i hi u rõ khi làm vi c v i các PC ngày nay

3.1 H th ng P-RATING [PR]

Theo truy n th ng, các CPU đ c phân lo i theo t c đ xung nh p c a chúng Ví d , m t CPU Pentium III 650MHz th ng đ c xem là m t CPU có kh n ng v n hành t t h n

so v i m t CPU Pentium III 500MHz Tuy nhiên, đi u này t o ra các v n đ ph c t p đ i

v i các nhà ch t o CPU c nh tranh cho dù Intel ti p t c d n đ u trong vi c phát tri n CPU, các nhà ch t p CPU khác ( nh AMD và Cyrix) đang bám sát b ng cách đóng gói nhi u kh n ng v n hành h n vào ít xung nh p h n M t CPU không thu c Intel m t

t c đ xung nh p nh t đ nh có th th c hi n không thua gì m t b x lý Intel m t t c đ xung nh p khác.Trong đ u n m 1996, Cyrix, IBM Microelectronics và SGS Thomson (t t c các nhà c nh tranh Intel) đã h p s c ch t p h th ng P-rating ( ho c PR) nh m

mô t các CPU c a h Nh dùng m t ph n ch đ nh “PR” , m t CPU có th đ c coi

nh ngang b ng v i m t Intel pentium

Ví d : m t b x lý AMD 133MHz Am5x86 đ c đánh d u là PR75 có ngh a là nó v n hành t ng đ ng v i CPU Intel Pentium 75MHz Khi m c x p lo i có g p m t h u t

“+” ho c “++” ( ch ng h n nh PR75++) nó có ngh a là CPU đó có kh n ng v n hành

t t h n CPU Intel t ng ng Các m c x p lo i P đ c xác đ nh thông qua m t ph ng phát so sánh tr c ti p:

Trình ki m chu n Winstone ch y trên m t h th ng PC đ c c u hình đ c bi t có g n

m t b x lý Pentium theo m t t c đ xung nh p nh t đ nh

B x lý Pentium đ c tháo ra kh i h th ng và đ c thay b ng m t b x lý c nh tranh Trình ki m chu n Winstone ch y l i và m t đi m s Winstone th hai l y t cùng h

th ng gi đây đang ch y b x lý c nh tranh C u hình h th ng gi nguyên đ ng nh t và

t t c các thi t b ngo i vi đ u đ c s a li u c n th n

B x lý c nh tranh đ c gán P-rating cao nh t đó nó bàn giao các đi m Winstone

b ng ho c l n h n m t Penitum nh t đ nh Ví d , n u m t b x lý AMD-K5 cho ra kh

n ng v n hành b ng ho c t t h n m t Pentium 90 MHz nó s nh n m t P-rating là 90(

ho c PR)

3.2 Các đ c m CPU:

M t ý t ng quan tr ng khác trong vi c phát tri n CPU và kh n ng nâng c p đó là khái

ni m các đ c m ( Socket) M i th h CPU dùng m t s l ng kim khác nhau, do đó

ph i dùng m t n i v t lý khác nhau trên bo m đ đi u ti t m i th h m i c a b x lý Các CPU tiên kh i không th hoán đ i và vi c nâng c p m t CPU th ng có ngh a là nâng c p c bo m V i s ra đ i c a các CPU i486, khái ni m các b x lý “ OverDrive”

đã tr thành ph d ng, thay m t CPU hi n có b ng m t b x lý có kim t ng thích ho t

đ ng các t c đ xung nh p bên trong cao h n đ t ng c ng kh n ng v n hành h

th ng Cho các b x lý 486SX và DX đ u tiên , khi các CPU ti n tri n, các ki u đã sinh sôi nãy n đ h tr cho các b x lý t ng thích ngày càng t ng

Sau đó ki u đ c m ph d ng nh t là Socket 7 Các bo m Socket 7 h tr h u h t các b

x lý ki u Pentium ( Intel Pentium, Intel Pentium MMX, AMDK5, AMDK6, AMD

K6-2, Cyrix 6x86, Cyrix 6x86MX và Cyrix MX II) B ng cách xác l p đúng đ n t c đ xung

nh p và b nhân, m t bo m Socket 7 có th h tr nhi u CPU l p Pentium khác nhau mà không c n thay đ i ph n c ng nào khác Chính ki u tính linh ho t này đã ki n các đ c m

tr nên r t quan tr ng và m r ng tu i th làm vi c c a các PC hi n hành b ng cách cung

c p m t l trình nâng c p cho các CPU M c dù, các b x lý có kh n ng v n hành cao

c a Intel và AMD dùng các khe n i g c khe [slot-based] thay vì đ c m Nên nh các b

Socket 2 238 5v 486SX

486DX 486DX2 Socket 3 237 3v/5v 486DX

486DX2 486DX4 Socket 4 273 5v 60/66 MHz Pentium

Socket 5 320 3v 75/90/100 MHz

Pentium Socket 6 235 3v 486Dx4

Socket 7 321 2.5v/3.5v 75/90/100 MHz

Pentium Socket 8 387 2.5v Pentium Pro

Socket 423 423 N/A Pentium 4

Socket 478 478 N/A Pentium 4

Socket 775 775 N/A Pentium 4

Socket A 462 N/A AMD Duron, AthlonXP

Socket 754 754 N/A AMD Opteron

Socket 940 940 N/A AMD Opteron

Slot 1 242 N/A Pentium II/III

Slot 2 330 N/A Pentium II/III Xeon

Slot 3 242 N/A AMD Athlon(k7)

3.3.Các CPU CISC ho c RISC:

ôi lúc b n th y các b x lý còn đ c g i là các b x lý “ CISC” ho c “ RISC” Các CPU truy n th ng d a trên m t ki n trúc CISC ( Complex Insruction Set Computing: Tính toán b ng t p l nh ph c t p) Cách ti p c n này cho phép dùng b t k s l ng ch

l nh nào trong CPU và CPU ph i cung c p t t c h m ch bên trong c n thi t đ x lý

t ng ch l nh B i m i ch l nh m i đ u yêu c u nhi u transistor m i đ x lý, nên CISC cung c p tính linh ho t đ bù l i kh n ng v n hành CPU Các CPU CISC ( ch ng h n

nh các thi t b Intel Pentium MMX và AMD K6-2) th ng đ c dùng trong máy đ bàn

và các máy tính di đ ng đa d ng Ng c l i, ki n trúc RISC ( Reduced Instruction Set Computing : tính toán b ng t p l nh rút g n) dùng m t l ng h n ch các ch l nh r t

m nh i u này yêu c u CPU s d ng ít transistor h n đ x lý, và th ng d n đ n kh

n ng v n hành CPU nhanh h n v i m c tiêu th đi n th p h n nhi u Tuy nhiên, các b

x lý RISC th ng ít linh ho t h n so v i các đ i tác CISC c a chúng Các CPU CISC

xu t hi n trong các thi t b ngo i vi chuyên trách ch ng h n nh các máy in laser Các nhà thi t k đang g ng phát tri n các b x lý ph i h p tính linh ho t CISC v i kh n ng

v n hành RISC, m c dù m t s CPU RISC ( gi ng nh các thi t b DEC Alpha ho c MIPS Orion 4600) xu t hi n trong các tr m làm vi c cao c p

3.4 X lý l nh theo đ ng ng ( Pipelinning):

Các CPU x lý các ch l nh và phát sinh các k t qu thông qua m t lo t các khóa chuy n transistor ph c t p bên trong CPU chính ( h t nh m i chip lu n lý khác) Các CPU tiên

kh i đã x lý m i l n m t ch l nh- ngh a là m t ch l nh đ c truy n p và đ c x lý hoàn toàn, sau đó m t ch l nh m i đ c truy n p Ti n trình x lý có th đ c hoàn thành trong vài xung nh p ( s l ng chính xác các xung nh p tùy thu c vào ch s l nh

c th ) Các ch l nh đ n gi n có th đ c x lý trong hai ho c ba xung nh p trong khi các ch l nh ph c h p có th yêu c u t i b y ho c tám xung nh p

K thu t l p ng d n ( còn g i là l p ng d n ch l nh [ instruction pipeling] cho phép

m t ch l nh m i b t đ u x lý trong khi m t ch l nh hi n hành v n đang đ c x lý Theo cách này, m t CPU có th th c t làm vi c trên vài ch l nh trong cùng m t xung

nh p Nói cách khác, v i m t xung nh p nh t đ nh có th có vài ch l nh trong tuy n ng

d n Tính n ng l p ng d n cho phép CPU v n d ng các tài nguyên thi hành mà b ng

không s ng i không trong khi m t ch l nh đang đ c hoàn t t: Tuy nhiên, CPU ch có

th hoàn t t ( phát sinh các k t qu ) m i xung nh p m t ch l nh

3.5 Ph ng đoán nhánh ( Branch Prediction):

Do các CPU l p ng d n ph i truy n p ch l nh k ti p tr c khi chúng hoàn t t ch l nh

tr c đó, nên đi u này t o ra m t th ti n thoái l ng nan v x lý- n u ch l nh tr c đó

là m t l nh r nhánh( m t câu l nh if/then) thì đ t truy n p ch l nh k ti p có th xu t phát sai ch Ph ng đoán nhánh là m t k thu t g ng ph ng đoán đ a ch đúng đ n c a

ch l nh k ti p trong khi ch bi t ch l nh hi n hành N u đoán sai nhánh ( mispredict) , nhánh đúng đ n ph i đ c xác đ nh, và đi u này có th gây ra các đ tr không sút gi m

kh n ng x lý Do v y, tính n ng ph ng đoán nhánh c a m t CPU hi n đ i ph i c c k

m nh

3.6.Thi hành siêu vô h ng ( Superscalar Execution):

Các CPU truy n th ng đã dùng m t đ ng c thi hành [ execution engine] duy nh t x lý các ch l nh Cho dù CPU h tr tính n ng l p ng d n ch l nh, CPU ch có th phát sinh các k t qu cho m t ch l nh trong m t xung nh p nh t đ nh b t k Nh b sung nhi u “

đ ng c thi hành” vào CPU, các nhà thi t k đ c cung c p cho CPU m t kh n ng đ x

lý nhi u ch l nh m i xung nh p i u này đ c m nh danh là các b x lý siêu vô

h ng Ví d , b x lý Pentium Pro dùng hai “ ng d n” thi hành ( đ c gán tên là U và V) Nh ph i h p tính n ng l p ng d n v i nhi u đ ng c thi hành c a m t ki n trúc siêu vô h ng, các CPU đang v n d ng c c k hi u qu m i xung nh p

3.7- Thi hành đ ng ( Dynamic Execution):

K c CPU nhanh nh t c ng ch thi hành các ch l nh theo th t mà chúng đ c ghi trong ch ng trình c th i u này có ngh a là m t ch ng trình đ c vi t không đúng cách ho c thi u hi u qu có th làm gi m hi u n ng x lý c a CPU Trong nhi u tr ng

toán/x lý t p trung vào máy tính có liên quan đ n các ng d ng truy n thông và Multimedia Tuy các ti n trình đó th ng chi m ch kho ng 10 ph n tr m tr xu ng mã

ng d ng nói chung, song chúng có th đi u ti t t i 90 ph n tr m thi hành c a ch ng trình Intel và AMD đã b hãm trong cu c ch y đua kh c li t nh m cung c p các ph n m

ch ng h n nh Petium II/III và Celeron) s t ng thích v i t p ch l nh MMX MMX cung c p h u h t ph n h tr c a nó cho các nh 2D và audio

3Dnow AMD c ng đã th y nhu c u t i a hóa kh n ng meltimedia c a b x lý Nh ng thay vì t p trung vào các ch l nh 2D, nh Intel đã làm v i MMX, hãng AMD đã quy t

đ nh t p trung vào 21 ch l nh m i v tính n ng có liên quan đ n 3D giúp t ng c ng đáng k ti n trình x lý các nh đ h a 3D ( c ng nh gi i mã MPEG) AMD đã phát hành công ngh 3Dnow c a h vào n m 1998 ( chín tháng tr c công ngh SSE c a Intel) Do 3Dnow cung c p tính n ng x lý 3D đã t ng c ng tr c c Intel nên các dòng

b x lý K6, K6-2, và Athlon c a AMD đã tr thành m t h ng l a ch n h p d n cho các ch ng trình hóa [visualization] và trò ch i 3D

SSE vào n m 1999, Intel đã c p nh t các ph n m r ng multimedia c a h b ng cách gi i thi u các ph n m r ng SSE ( Streaming SIMI) cho b x lýPentium III SSE xây d ng trên MMX b ng cách b sung 70 ch l nh m i cho phép x lý nh cao c p, x lý đ h a 3D ( d u ch m đ ng) m nh, streaming video và audio, nh n d ng ti ng nói và b sung các tính n ng Internet Các tính n ng SSE ch y u dùng cho m i ng i dùng cu i chu n

c a các b x lý Pentium III

SSE-2 đ c gi i thi u vào tháng 11 n m 2000 dành cho th h Pentium 4 SSE-2 v n bao

g m các ch l nh c a MMX, SSE và đ c thêm vào 144 ch l nh m i h tr các tác v v

đ h a và âm thanh

SSE-3 v i 13 l nh m i b sung cho Pentium 4 Prescott, trong đó m t cho tác v chuy n

đ i d u ch m đ ng sang s nguyên, 5 cho tác v tính toán ph c h p ( compex arithmetic), 1 cho mã hóa video, 4 cho SIMP-FP dùng đ ng d ng AOS( Array-of-Structures, và 2 cho s đ ng b hóa lu ng ( thread synchronisation)

3.9- HyperThreading(HT):

Công ngh siêu phân lu ng là công ngh phát tri n ti p theo c a dòng vi x lý Intel công ngh này cho phép các ng d ng thi hành nhanh h n b ng cách x lý nhi u ti n đo n ( Multi-threaded) song song HT đ c phát tri n t CPU Pentium 4 đ x d ng đ c tính

n ng này c n ph i có s h tr t h đi u hành và các ph n m m ng d ng H đi u hành

hi n nay đ c t i a cho HT g m: WIN XP HOME VÀ XP PRO, n u s d ng các h

đi u hành khác không đ c h tr ( Win 95,98,Me,2000) nên t t tính n ng này trong BIOS

IV - CÁC CPU INTEL:

4.1 - 8086(1978):

Vào tháng 6 n m 1978 Intel gi i thi u b vi x lý 8086.B vi x lý này đ c xem là ngu n g c c a các th h CPU sau này.8086 v i 16 bit d li u, 20 bit đ a ch g m 29000 transistor ho t đ ng 5MHz

4.2 - 8088(1979):

8088 đ c Intel thi t k nh m gi m giá thành so v i 8086, b x lý này gi m 8 bit d

li u và đ c IBM dùng trong các máy tính th h đ u tiên 8088 ho t đ ng v i xung nh p 4.7 MHz và v n dùng 20 bit đ a ch

4.3 - 80186(1980):

80186 16 bit đ c xây d ng trên n n x86 đ cung

c p các tính n ng b sung, ch ng h n nh m t b phát sinh xung nh p bên trong, b đi u khi n h th ng, b

đi u khi ng t, b đi u khi n DMA( truy c p b nh

tr c ti p) và h m ch b tính gi /b đ m ngày trên CPU chính Không có CPU Intel nào tr c đó cung c p nhi u tính n ng tích h p nh v y trong m t CPU đ n

l x186 c ng là b đ u tiên b các t c đ xung nh p 5Mhz và thay b ng 8Mhz, 10 Mhz, 12.5 Mhz Tuy nhiên, ngoài các ti n b này, x186 đ c gi nguyên

t ng t 8086, 8088 v i 24 thanh ghi và 20 dòng đ a

ch đ truy c p t i 1MB RAM X186 đ c dùng làm CPU trong các ng d ng nhúng và ch a h th y ph c v trong các máy tính cá nhân Các

gi i h n c a ki n trúc x86 tiên kh i trong PC đã yêu c u m t CPU nhanh h n nhi u, có

kh n ng truy c p v t xa 1MB RAM

4.4 - 80286(1982):

CPU 80286, 24 thanh ghi, 134000 tranistor

(đ u tiên đ c dùng trong IBM PC/AT và t ng

thích) đã cung c p vài a đi m đáng k so v i các

CPU c h n Các ti n b v thi t k cho phép i286

v n hành m c 1.2 MIPS, 1.5 MIPS, 2.66 MPIS

(v i 8,10,12.5Mhz, theo th t nêu trên) I286 c ng

b t phá rào c n 1 MB RAM b ng cách cung c p 24

trong ch đ th c M t trong nh ng thi u sót l n c a i286 là nó có th chuy n t ch đ

th c sang ch đ b o v nh ng không th chuy n ng c tr v ch đ th c mà không c n

m t ti n trình m i l i m ( warm reboot) c a h th ng i186 dùng m t b đ ng x lý toán

h c đ ng đ c l p,80287

4.5 - 80386(1985-1990):

B vi x lý chính k ti p đ c Intel phát hành đó là CPU 80386DX 275.000 transistor,

32 thanh ghi, vào n m 1985 V i m t bus d li u 32 bit đ y đ , thông su t d li u t c

th i g p đôi so v i 80286 Các phiên b n 16, 20, 25, và 33 Mhz cho phép thông su t d

li u đ t t i 50MB/s và n ng l c x lý lên đ n 11.4 MIPS m c 33M M t bus đ a ch 32 bit đ y đ cho phép truy c p tr c ti p m t m c 4Gb ch a t ng th y ngoài m t 64 TB( terabyte) dung l ng b nh o đáng kinh ng c i386 là CPU Intel đ u tiên t ng c ng

ti n trình x lý thông qua tính n ng l p ng d n ch l nh, cho phép CPU b t đ u làm vi c trên m t ch l nh m i trong khi đ i ch l nh hi n hành hoàn t t M t ch đ ho t đ ng

m i ( có tên ch đ th c đo [ virtual real-mode] ) cho phép CPU ch y vài phiên ch đ

th c đ ng th i d i các h đi u hành ch ng h n nh Windows Intel đã h i lùi m t b c vào n m 1988 đ t o 80386SX CPU I286SX dùng 24 dòng đ a ch v i 16 MB RAM kh

đ nh đ a ch và m t bus d li u bên ngoài 16 bit, thay vì m t m c 32 bit đ y đ t DX Vì

th , n ng l c x lý c a i386SX ch b ng 3.6 MIPS 33 Mhz M c dù có các chi ti t th i lui này, nó c ng cung c p m t CPU ít t n kém h n đáng k , giúp quãng bá gia đình i386 thâm nh p vào máy đ bàn và các máy tính xách tay Ngoài các thay đ i đ i v i đ a ch

và chi u r ng bus, ki n trúc i386 h u nh không thay đ i so v i i386DX

n n m 1990, Intel đã tích h p i386 vào m t phiên b n ngu n đi n th p 855,000 transistor, có tên 80386SL i386SL đã sáp nh p m t b chip t ng thích ISA cùng v i h

m ch qu n lý ngu n đi n đã t i u hóa i386 đ dùng trong các máy tính di đ ng 386SL

t ng t nh phiên b n i386SX v 24 dòng đ a ch và bus d li u bên ngoài 16 bit c a

nó M i thành viên c a gia đình i386 đ u dùng các b đ ng x lý toán h c đ ng đ c l p (80387DX, 80387SL, theo th t nêu trên) T t c các phiên b n c a 80386 có th chuy n gi ch đ th c và ch đ b o v , khi c n do đó chúng s ch y cùng ph n m m

nh ( và t ng thích lùi v i) 80286 và 8086,8088 S thúc đ y không ng ng đ đ t t c

đ và kh n ng v n hành cao h n đã d n đ n vi c phát tri n b vi x lý 1,2 tri u transistor, 29 thanh ghi, 32 bit c a Intel có tên 80486DX vào n m 1989 i486DX cung

c p tính n ng đ nh đ a ch 32 bit đ y đ đ truy c p 4 GB RAM v t lý và lên t i 64TB

c a b nh o i486 DX cung c p kh n ng v n hành g p đôi so v i i386DX v i 26.9 MIPS m c 38Mhz Hai phiên b n ban đ u (25 và 33 Mhz) s n có

4.6 - 80486(1986-1990):

C ng nh v i gia đình i386, dòng i486 dùng tính n ng l p

ng d n đ c i thi n ti n trình thi hành ch l nh nh ng dòng

i486 c ng b sung 8KB b nh cache ngay trên IC Cache

ti t ki m th i gian truy c p b nh b ng cách đoán tr c các

ch l nh k ti p mà CPU s c n và n p chúng vào b nh

cache tr c khi CPU th c t c n chúng N u ch l nh c n thi t n m s n trong cache, CPU

có th truy c p thông tin t cache mà không c n m t th i gian đ i truy c p b nh M t

c i ti n khác c a i486DX đó là g p m t b d u ch m đ ng vào CPU chính, thay vì yêu

c u m t IC b đ ng x lý tách bi t Tuy nhiên, đi u này không đúng v i t t c các thành viên c a gia đình i486 M t đ t chuy n h ng th ba c a i486DX đó là s xu t hi n c a các phiên b n 5 và 3v, phiên b n 3-v ch y u dùng cho máy tính xách tay, máy s tay và các ng d ng đi n toán di đ ng ngu n đi n th p khác

Cu i cùng, i486DX có th nâng c p Cho đ n nh ng n m 1989/1990, các máy tính cá nhân b h n ch b i CPU c a chúng khi CPU tr thành l i th i, máy tính ( c th h n là

bo m ) c ng b l i th i Theo truy n th ng đi u này đã bu c ng i dùng máy tính ph i mua các máy tính m i ( ho c nâng c p bo m ) c vài n m m t l n đ v n d ng công ngh hi n hành Ki n trúc c a i486 t p trung h tr các đ t nâng c p CPU m t CPU

t ng lai dùng m t xung nh p bên trong nhanh h n có th đ c chèn vào h th ng hi n

có Intel đã đ t tên cho tính n ng này là công ngh “ OverDrive” Trong khi kh n ng v n hành OverDrive không cao b ng m t PC m i h n, song nó ít t n kém h n nhi u và cho phép ng i dùng máy tính b o v các kho n đ u t máy tính c a h trong m t kho ng

th i gian dài h n i u quan tr ng c n l a ý đó là không ph i t t c các phiên b n i486

đ u có th nâng c p và đ c m CPU trên bo m ch m ph i đ c thi t k đ c bi t đ ti p

nh n m t CPU OverDrive I486DX ch là b đ u tiên trong s m t lo t các bi n th t Intel Vào n m 1991,Intel phát hành 80486SX và 80486DX/50.C 80486SX l n 80486DX/50 đ u cung c p tính n ng đ nh đ a ch 32 bit, m t đ ng truy n d li u 32 bit,

và 8KB b nh cache ngay trên chip I486SX c ng ch p nh n m t b c h i lùi so v i i486DX b ng cách tháo b đ ng x lý toán h c và cung c p các phiên b n ch m h n

m c 16, 20, 25 và 33Mhz, t c đ c a i486SX là 20.2 MIPS Các chi ti t thi t k nh v y

đã gi m b t đ c kho n chi phí và s phung phí ngu n đi n c a i486SX, khi n nó nhanh chóng đ c ch p nh n trong các máy đ bàn và các máy tính xác tay I486SX có th

đ c nâng c p b ng m t CPU OverDrive nó t ng thích v i m t 80487 CPU/MCP và i486SX s n có trong các phiên b n 5 và 3v i486DX-50 ho t đ ng m t t c đ xung nh p 50Mhz, đó nó v n hành m c 41.1 MIPS i486DX-50 tích h p m t b đ ng x lý toán

h c trên bo nh ng nó không th nâng c p OverDrive và không s n có trong phiên b n 3v

C n sóng đ u tiên c a các CPU OverDrive đã đ n Vào n m 1992 v i s ra đ i c a i486DX2-50 và 80486DX2166 S hai cùng v i “ 1DX” nêu rõ IC đang dùng m t xung

nh p bên trong nhân đôi t n s c a h th ng i486Dx2150 th c t ch y trong m t h

th ng 25Mhz và CPU v n hành m c 40.5 MIPS I486D-2/66 ch y trong m t h th ng33Mhz nh ng nó ch y n t b m c 54.5 MIPS T c đ h th ng ch m h n đã cho phép CPU làm vi c tr c ti p v i các thi t k bo m PC hi n có C hai CPU OverDrive đ u cung c p các b đ ng x lý toán h c trên bo và chính chúng có th nâng c p lên các phiên b n OverDrive th m chí nhanh h n I486Dx2150 s n có trong các phiên b n 5 và 3v nh ng i486DX2/66 ch s n có trong phiên b n 5v

Vào n m 1992, Intel đã t o m t phiên b n ngu n đi n th p, đ c tích h p cao, c a 80486

có tên 80486SL Bus d li u 32 bit, bus đ a ch 32 bit, 8KB cache trên bo và b đ ng x

lý toán h c đã tích h p c a nó khi n nó h u nh đ ng nh t v i các CPU i486 khác nh ng

SL dùng 1.4 tri u transistor H m ch ph tr i đã cung c p m t kh n ng qu n lý ngu n

đi n th p t i a hóa SL cho các máy tính di đ ng i486SL s n có trong các phiên b n 25

và 33 Mhz c ng nh các thi t k 3 và 5v m c 33Mhz, i486SL ho t đ ng v i t c đ 26.9 MIPS

Vào n m 1993, Intel đã b sung thêm vào gia đình i486 c a h ba đ i CPU khác: 80486DX2/40, 80486SX/SL đã t ng c ng và 04B6Dx/SL đã t ng c ng i486DX2140

là CPU OverDrive th ba ch y u đ ch y trong các PC 20 Mhz, trong khi xung nh p bên trong c a CPU ch y m c 40 Mhz và v n hành t c đ 21.1 MIPS I486SX/SL và i486DX/SL đ ng nh t v i các phiên b n DX và SX ban đ u c a chúng nh ng SL t ng

c ng cung c p kh n ng qu n lý ngu n đi n ch y u đ h tr các máy tính xách tay

ch ng h n nh các máy tính s tay và s tay con

n n m 1994, Intel đã hoàn t t dòng i486 c a h b ng các b x lý DX4 OverDrive

Ng c l i v i ph n ch đ nh DX4, các thi t b OverDrive 3.3v này là các b nhân ba xung

nh p do đó m t i486DX4/I00 th c t ch y theo m t t c đ xung nh p bo m 33 Mhz

m i ng i dùng đ u mong đ i Intel ti p t c v i l c đ đánh s truy n th ng c a h và

đ t tên CPU k ti p c a h là 80586 , song s tranh ch p pháp lý có liên quan đ n th ng

hi u đã bu c Intel dùng tên mà h có th đ ng ký th ng hi u và g i riêng cho nó Vào

n m 1993, b vi x lý Pentium 3.21 tri u transistor ( có tên “P5” ho c dòng P54) đã đ c

gi i thi u v i các nhà ch t o PC h m h Pentium gi l i đ r ng bit đ a ch 32 bit c a gia đình i486 V i 32 bit đ a ch , Pentium có th tr c ti p đ nh đ a ch 4GB RAM và có

th truy c p t i 64TB b nh o Chi u r ng bus d li u bên ngoài 64 bit có th đi u

qu n g p đôi thông su t gi li u c a các i486 m c 60 Mhz, Pentium v n hành theo t c

đ 100MIPS, và 66Mhz cho ra 111.6MIPS ( g p đôi n ng l c x lý c a i486DX2/66)

B ng 13-2 so sánh các m c x p h ng kh n ng v n hành c a Pentium trong các phiên

b n t 75 đ n 200Mhz T t c các phiên b n c a Pentium đ u có m t b đ ng x lý toán

h c trên bo và ch y u t ng thích v i các thi t k OverDrive t ng lai

4.8 - Pentium Pro:

Cho dù Pentium đã ch ng minh là r t lão luy n trong vi c đi u qu n các h đi u hành 16

và 32 bit, các nhà thi t k v n ti p t c tìm ki m nh ng cách đ t i a hóa cho Pentium cho kh n ng v n hành 32 bit đ c bi t v i các h đi u hành nh Windows NT, Windows 95/98 đã n i lên sau đó Pentium Pro ( có tên P6 ho c Ppro) đã ti n hóa d i d ng m t Pentium đ c t i a hóa ch y u đ c dùng đ h tr “ các h th ng doanh nghi p” ,

ch ng h n nh các tr m làm vi c đ bàn c p cao và các h ph c v m ng Các b x lý P6 t 150 đ n 200Mhz có th đi u qu n tính n ng đa x lý [multiprocessing] trong các h

th ng có t i 4 CPU Pentium Pro dùng tính n ng thi hành đ ng [ dynamic execution] đ

c i thi n kh n ng v n hành c a nó và dùng 2 cache tách bi t 8Kb L1- m t cho d li u và

m t cho các ch l nh M t c i ti n chính khác trong Pentium Pro đó là nó dùng 1MB cache L2 trên bo i u này t i a hóa kh n ng v n hành c a P6 mà không c n d a vào

bo m đ cung c p cache L2 B ng 13-2 có nêu cách dùng cache L1 và L2 và kh n ng

v n hành c a h Pentium Pro Tuy không sãn xu t nhi u nh Pentium “ c đi n” và Pentium MMX song v n có m t s phiên b n Pentium Pro và các tính n ng đ c kh ng

đ nh đi u này khi n ta khó lòng xác đ nh c u hình bo m đúng đ n cho m t P6 nh t đ nh Tuy nhiên, b n có th dùng cách phân h ng S-spec có đánh d u trên m i b x lý Pentium Pro trong các đ c tính ho t đ ng chính c a CPU c th

3 Các kim VID không đ c h tr trên các ph n này

4 ây ch là các m u thi t k k thu t

5 Các kim VID v n hành nh ng không đ c tr c nghi m trên các ph n này

6 Các ph n m u này đ c trang b b ng m t cache L2 512KB sãn xu t tr c

7 Các thành ph n d i đây có các thay đ i đ nh chu n b sung k t h p v i chúng:

khác Vào n m 1997, Intel đã phát hành m t phiên b n t ng c ng quan tr ng đ i v i Pentium đ c m nh danh là Multimedia extension (MMX) Nh c p th i [ streamlining]

và c i thi n ki n trúc Pentium hi n có đ ng th i b sung 57 “ ch l nh MMX” m i, Pentium MMX d ng nh đã chi m a th là CPU t m trung đ ng đ u vào cu i nh ng

n m 1990 V i các t c đ hi n hành m c 166Mhz, 200 và 233Mhz, Pentium MMX

th ng có th thi hành các ph n m m hi n có nhanh h n 10 đ n 20% so v i các b x lý Pentium “ c đi n” có cùng t c đ xung nh p Khi dùng ph n m m đ c vi t đ c bi t cho các ch l nh MMX, PC có th cho ra các đ sâu màu và các đ phân gi i cao h n, trong khi v n duy trì các t c đ khung cao đ hi n th màu cho video

Pentium MMX đã nhân đôi các cache d li u và mã thành 16KB cho m i cache Các cache bên trong tách bi t l n h n đã c i thi n kh n ng v n hành b ng cách rút g n th i gian truy c p b nh trung bình và cung c p kh n ng truy c p nhanh đ n các ch l nh và

d li u m i đ c dùng Cache d li u h tr m t n i qui ghi sau [ write-back] ( ho c ghi

su t [ write-through]) theo t ng dòng) cho các đ t c p nh t b nh Các b x lý Pentium MMX c ng dùng tính n ng ph ng đoán nhánh đ ng ( dynamic branch prediction) đã c i

ti n đ gia t ng kh n ng v n hành b ng cách đoán tr c lo t ch l nh s p đ c thi hành Nhi u tính n ng khác c ng đ c g p trong dòng Pentium MMX Ki n trúc siêu vô h ng

có kh n ng thi hành hai ch l nh s nguyên song song trong ch m t xung nh p đ n l cho kh n ng v n hành x lý s nguyên đã c i ti n M t FPU ( Floating-Point Unit: đ n

v d u ch m đ ng) đã l p ng d n h tr các d ng th c 32 bit, 64 bit, 80 bit Kh n ng thi hành hai ch l nh d u ch m đ ng trong m t xung nh p đ n l M t ng d n ch l nh đã

đ c b sung đ đ c c i thi n thêm ti n trình x lý l nh M t pun [pool] b n vùng đ m ghi gi đây đ c chia s gi a các tuy n ng d n kép đ c i thi n kh n ng ghi b nh Ngoài ra, m t b đi u khi n ng t đa b x lý đ c cài trên chip đ kích ho t tính n ng SMP ( symmetric multiprocessing: đa x lý đ i x ng) giá r và các tính n ng qu n lý ngu n đi n công ngh SL đ đi u khi n ngu n đi n hi u qu

v i các h đi u hành và ph n m m 32 bit (ch ng h n nh Win 95/98 ho c Win NT), ngoài ra Pentium II c ng bao g m ki n trúc và 57 ch l nh m i c n thi t đ đi u qu n các

ng d ng MMX m c 266Mhz b x lý Pentium II có th cung c p kh n ng v n hành

g p 1.6 đ n trên 2 l n so v i m t b x lý Pentium 200Mhz

Pentium II c ng dùng công ngh thi hành đ ng đã dùng trong Pentium Pro Tính n ng thi hành đ ng dùng nhi u ph ng đoán nhánh đ đoán tr c lu ng t i chuy n c a ch ng trình qua vài nhánh ( gia t c lu ng công vi c đ n b x lý) Nh v y, m t cu c phân tích

lu ng d li u s t o ra m t l ch trình các ch l nh đ c t i u hóa ( đ c s p x p l i th

t ) b ng cách phân tích các m i quan h gi a các ch l nh Và tính n ng thi hành suy đoán chung cu c s thi hành các ch l nh “ theo suy đoán” ( tin r ng th t thi hành là đúng) d a trên l ch trình đ c t i a hóa này Tính n ng thi hành đ ng khi n các đ ng c thi hành siêu vô h ng c a b x lý tr nên b n r n và gia t ng kh n ng v n hành chung

Pentium II dùng m t cache L1 32KB cho phép có m t cache 16KB cho d li u và m t cache 16KB cho các ch l nh Nó c ng cung c p 12KB L2 ngay trong gói CPU đ t i đa hóa kh n ng v n hành c a b x lý mà không c n d a vào bo m đ l p cache Pentium

II h tr t i 64GB RAM v t lý và cho phép dùng các b x lý kép; nh v y có th thi t

k các bo m cho tính n ng đa x lý đ i x ng(SMP) c b n M t b d u ch m đ ng (FPU) đã l p ng d n h tr các d ng th c 32 bit, 64 bit và 80 bit có kh n ng thi hành hai ch l nh d u ch m đ ng trong m t xung nh p đ n l và h tr trên 300 tri u ch l nh

d u ch m đ ng m i giây m c 300 Mhz

M t trong nh ng đi m đáng l a ý nh t c a các CPU trên đây đó là ki u dáng đóng gói Intel đã không dùng các gói Socket 7(Pentium ) và Socket8 (Pentium Pro) mà ch p nh n

lo i gói “ ki u dáng h p b ng” [ cartridge stylel, có tên là h p b ng Single-EdgeContact(

ho c SEC)] Ta th ng g i nó là ki u dáng “ Slot1” c a đ u n i Tuy không m n đ nh Pentium c đi n và Pentium MMX ( ho c th m chí nh Pentium Pro) v n có m t s phiên b n Pentium II và các tính n ng đ c kh ng đ nh đi u này có th ki n ta khó lòng xác đ nh c u hình bo m đúng đ n cho m t Pentium II nh t đ nh Tuy nhiên, b n có th dùng cách phân lo i S-spec có đánh d u trên m i b x lý Pentium II đ xem các đ c tính

cache L2 trên khuôn d p đã tích h p c a ki u dáng đóng gói Socket 8 c ng gia t ng kh

n ng v n hành b ng cách cho phép cache L2 ho t đ ng t c đ lõi đ y đ

4.12 - Celeron:

Intel đã gi i thi u CPU này vào tháng t 1998 Tho t đ u nó đ c ch t o d i d ng l t

b t c a Pentium II S thi u v ng đáng k nh t trong các Celeron đ u tiên đó là s hi n

di n c a m t cache L2 Th thu t c t gi m chi phí này ch y u là đ c nh tranh v i các CPU giá r c a AMD và Cyrix, trong khi ti p t c l i d ng mãi l c c a v th n bí “ Intel inside” h giá thành Intel lo i b v nh a Pentium II t o ra Single Edge Processor Package ( SEPP ho c ki u dáng Slot 1) Celeron và b sung m t v PPGA( Plastic Pin Grid Array) đ dùng trong các đ u n i Socket 370 Thi u cache L2 cài s n kh n ng v n hành c a các celeron tiên kh i đã b h n ch đáng k Các b x lý c nh tranh giá h đã

g p cache L2 và đã v t xa các celeron có cùng t c đ xung nh p ( ho c t ng t )

B t đ u v i đ i celeron 300A, Intel đã tr v 128 KB cache cài s n cho các b x lý celeron V i celeron PPGA, Intel đã tích h p cach L2 tr c ti p trên khuôn d p b x lý

i u này cho phép t c đ cache L2 sánh v i t c đ b x lý và th m chí c i ti n thêm

kh n ng v n hành Th c t 128KB cache L2 Celeron đã tích h p chày t c đ b x lý

đ c xem là kh p v i kh n ng v n hành c a cache L2 ngoài khuôn d p 512KB Pentium

II ch y m c n a t c đ b x lý Intel Celeron dùng cùng lõi Pentium Pro và Pentium II

“p6” cung c p các tính n ng t ng t Nó có cache L1 32KB, 16KB cho d li u và 16KB cho các ch l nh Nó bao g m các tính n ng MMX đ n v d u ch m đ ng đã l p ng d n,

ki n trúc thi hành đ ng, và đ c ki n t o v i cùng ti n trình 0.25micron đ gi m b t s sinh nhi t Các tính n ng Pentium II không có trong Celeron bao g m: không có ph n h

tr cho các b x kép và m t t c đ Font Site Bus (FSB) th p h n 66Mhz so v i 100Mhz i u này cho phép các nhà ch t o máy tính dùng các b ph n giá h có kh

n ng v n hành th p h n và gi m b t giá thành h th ng Celeron c ng thi u các ph n m

r ng Streaming SIMD c a Pentium III, h n ch tính linh ho t c a Celeron trong các ng

d ng multimedia Intel đã ch n gói PPGA cho b x lý Celeron i u này giúp giá thành

h h n, làm mát t t h n, cache L2 đã tích h p và các m c chi phí thi t k l i bo m ít t n kém h n ( nh ph n đính kèm socket 370) Các thay đ i c n thi t đ chuy n t m t socket 7 sang socket 370 th ng ít h n và đ t n kém h n so v i vi c thi t k l i cho m t

đ u n i Slot 1 Các bên th ba t o ra m t adapter ( g i là m t “ Slot-Ket”) cho phép dùng các Celeron Socket 370 trong các bo m Slot 1 Các Celeron t 266 đ n 433Mhz s n có trong ki u dáng Single Edge Processor Package ( SEPP), trong khi các Celeron t 300Mhz tr lên s d ng ki u dáng Plastic Kim Grid Array ( PPGA) Ki u dáng gói và cache khác nhau đã t o thêm s đa d ng Ngoài ra, b n có th dùng cách nh n d ng S-spec đánh d u a trên m i b x lý Celeron đ bi t các đ c tính h at đ ng chính c a m t CPU c th

4.13 - Pentium III:

Có m t l n đ u tiên vào tháng hai n m 1999, Pentium III là ph n b sung sau cùng trong

h Pentium 32 bit tr c khi phát hành chip b x lý 64 bit c a Intel Pentium III ti p t c dùng lõi “P6” c b n nh Pentium Pro và Pentium II ( do đó các chi ti t chính c a Pentium III v n gi nguyên không đ i) Các th c thi Pentium III v sau dùng m t ti n trình ch t o 0.18 micron (so v i ti n trình 0.25 micron chu n), giúp h th p nhi t đ ho t

đ ng c a b x lý Nhi t đ c a b x lý c ng đ c gi i quy t nh dùng m t gói SECC2( Single Edge Contact Cartridge) m i ch ph m t phía c a chip Cách ti p c n này làm gi m tr ng l ng, h th p giá thành và h tr m t b ph n gi i nhi t g n kèm

hi u qu h n Nh n ra các u đi m c a lo i đ u n i đ c m v i Pentium III ( c ng nh Celeron) , Intel đã b t đ u t o ra Pentium III trong m t gói FC-PGA ( Flip Chip –Pin Grid Array) M t s phát bi u công khai g i ý Intel s d n chuy n t t c các b x lý sang ki u dáng đ c m và k t thúc s phát tri n các b x lý n i mép Kh n ng v n hành chung c a Pentium III ti p t c đ c c i thi n v i s ra đ i c a kh n ng và các t c đ

c a b x lý cao h n đ v n d ng m t Font Site Bus (FSB) 133Mhz B n có th th y s sinh sôi n y n c a các đ i Pentium III Công ngh Streaming SIMD Extension (SSE)

c a Intel ( có m t trong Pentium III) đã b sung các ch l nh và thanh ghi m i vào chip

b x lý mang t ng s transistor trong lu n lý lõi lên trên 9.5 tri u Gi ng nh các ph n

m r ng MMX, các ng d ng ph i đ c vi t đ c bi t đ v n d ng các ch l nh SSE này

và gia t ng kh n ng v n hành 3D đ h a Các tính n ng khác v kh n ng v n hành bao

g m m t cache L1 32KB, cache L2 512KB ( ho t đ ng m c phân n a t c đ b x lý lõi ) 4GB b nh kh đ nh v i ECC và h ph n h tr b x lý kép, Intel đã gi i thi u “ prodessor serial number” (ho c PSN) tích h p v i Pentium III i u này cho phép các b

x lý riêng l ( và các h th ng kh d ) đ c đ nh danh t xa trên m t m ng Th m chí

ph n đ nh danh có th di n ra trên Internet

Trong khi đ c Intel xem nh m t đi m t ng

c ng v b o m t cho các giao d ch tr c tuy n

nó l i b nhi u ng i xem nh m t s xâm

v i các b x lý song song

M t c i ti n đáng k là t th h Pentium 4 Prescott đ c đóng gói theo ki u LGA ( Land Grid Array) thay cho ki u MPGA v i 775 ti p đi m V i ki u đóng gói này, CPU không còn các hàng chân mà thay vào là các ti p đi m trong khi đ c m l i g m các hàng chân

ng n đ c g n ch t v i nhau thông qua các ngàm và n p đ y

4.15 - Pentium II/Pentium III Xeon:

B x lý Xeon là đ i có kh n ng v n hành cao c a h Pentium II/Pentium III Nó ch

y u dùng cho các môi tr ng tr m làm vi c và h ph c v Các tính n ng m r ng c a Pentium Xeon bao g m ph n h tr t i 8 b x lý, t c đ cache L2 b ng t c đ b x lý lõi và m t l a ch n đã t ng v kích c cache L2 512Kb, 1MB và 2MB Kích c v t lý

c a các kh i l ng cache l n h n đã ng n c m đ t cache tr c ti p trên khuôn d p b x

lý nó ph i n m trong m t gói tách bi t c nh b x lý lõi Intel đã kh c ph c các v n đ đ

cache k t h p v i các lõi tách bi t v trí cache nh đó cho phép cache Xeon ch y các

t c đ b x lý lõi Kích c v t lý đã t ng c a ki u s p x p c ng có ngh a là Pentium Xeon không th dùng đ n đ u n i bo m Slot 1 u n i Slot 2 đã đ c phát tri n đ

ch a kích c đã t ng c a Xeon

4.16 - ITANIUM:

c lên l ch phát hành vào gi a n m 2000, Intel Itanium s là b x lý 64 bit đ u tiên

Ki n trúc IA-64 c a Intel là m t t h p các tính n ng đ i m i, gi i quy t các gi i h n v

kh n ng v n hành c a các ki u b x lý truy n th ng Ki n trúc Itanium d a trên các tính n ng kh n ng v n hành th h k ti p ch ng h n nh “ Explicit Parallelism” và “ Predication and Speculation” cho ra hi u n ng x lý cao c p và IPC ( Instructions per cycle: các ch l nh/chu k ) gia t ng N ng l c s lý b sung này có th giúp gi i quy t các yêu c u t ng lai c a các ng d ng Internet háu đói, h ph c v cao c p và tr m làm

vi c Ngoài ra, ki n trúc IA-64 cung c p kho ng cách d tr và kh n ng s bành tr ng

t ng lai ti p theo Các m u thi t k k thu t đ u tiên c a b x lý Intel Itanium đã đ c chuy n giao cho các nhà phát tri n bo m Intel V i b x lý đ c lên l ch sãn xu t vào

d n đ i v i các h th ng máy đ bàn và các PC xách tay “xanh l c” theo Energy Star) s n

d i d ng Amd486DX4/75, Amd486DX4/100, Amd486DX4/120 dòng AMD 486 đã

nh t dùng công ngh ghi sau đã c i ti n thêm kh n ng v n hành c a 5x86 Qua ho t

đ ng, các b vi x lý Amd5x86 đ c cung c p kh n ng v n hành l n h n m t Pentium 75Mhz trong khi giá l i th p h n m t Pentium vào cùng th i đi m 5x86 đã tr thành

m t nâng c p CPU chu n cho các ch s h a 486 mu n v n d ng ph n m m l p Pentium

mà không c n m t đ t nâng c p ph n c ng chính 5x86 c ng cung c p các tính n ng

qu n lý ngu n đi n đã tích h p: ch đ ho t đ ng 3V, SMM và đi u khi n xung nh p

i u này đã cho phép 5x86 tiêu th m c đi n th p h n và ch y mát h n so v i các b x

lý Pentium 75Mhz ho c i486DX/I00 C các PC đ bàn l n di đ ng đ u h ng l i t các tính n ng này Ngày nay, 5x86 hoàn toàn l i th i m c dù b n có th g p chúng khi trang

b thêm cho các h th ng g c 486 c

5.3 - K5( 1996-1997):

Tuy Am5x86 đã ch ng t là m t b x lý c c

k ph d ng song nó không ph i là m t thay

th Pentium đích th c Mãi cho đ n n m 1996

m i cho phát hành dòng K5 c a h cho công

nghi p PC V i t cách là m t thay th “ đích

th c” c a Pentium , nó t ng thích đ y đ v i

các bo m Socket 7( Pentium ) m t d ng thay

th th vào T i đa K5 có th yêu c u m t đ t

nâng c p BIOS bo m đ đ nh danh và h tr

ki m chu n ICOMP ho c SPEC đ phân lo i kh n ng v n hành c a b x lý, m i K5

đ c gán m t s PR t ng ng v i m t Intel Pentium ho t đ ng t c đ xung nh p nh t

đ nh Ví d , m t K5 PR120 th c hi n t ng đ ng v i m t Pentium đích th c m c 120Mhz

5.4 - K6( 1997-1998):

B x lý K6 là thi t k b x lý đúng lúc và đ y tham

v ng nh t c a AMD dành cho PC D a trên vi ki n trúc

siêu vô h ng RISC86 c a AMD, K6 đ c chào hàng

là sánh v i b x lý Pentium II c a Intel theo ngh a kh

nên nó s đ c dùng nh m t d ng thay th th vào

“drop-in” đ i v i các K5 và Pentium CPU đ cung c p

kh n ng MMX T i đa, K6 có th yêu c u m t nâng

c p BIOS bo m đ đ nh danh và h tr đúng đ n b chip bo m K6 sát nh p b y đ ng

c thi hành song song và dùng tính n ng ph ng đoán nhánh c p hai Khi b t c p v i các

k thu t thi hành ngoài th t ( out-of-order) đ y đ và suy đoán, K6 tr thành m t thách

th c nghiêm tr ng so v i các b x lý Pentium MMX và Pentium II M t cache L1 l n 64KB cung c p 32KB cho d li u và 32KB cho các ch l nh B d u ch m đ ng (FPU)

t ng thích IEEE 754 s cung c p kh n ng v n hành ít nh t t ng đ ng v i Pentium MMX và h tr đ y đ SMM ( ch đ qu n lý h th ng) s b o đ m kh n ng đi u khi n ngu n đi n tuy t v i Các phiên b n di đ ng c a K6 đã đ c t i u hóa đ dùng trong các h PC xách tay

5.5 - K6-2/K6-3(1998-1999):

AMD đã gi i thi u m t b x lý K6 đ c c i ti n

vào n m 1998 S hai trong K6-2 đ c gán v i s

b sung các t c đ xung nh p và các t c đ bus cao

h n v i lõi K6 Các t c đ bus lên t i 100Mhz đ c

h tr trên các bo m Socket 7 v i ph n h tr AGP

công ngh SIMD ( Single Instruction Multiple Date) Công ngh 3DNow c ng đ c IDT/Centaur và Cyrix s d ng trong các b x lý m i h n c a h S d ng 3DNow, m t cache L1 l n, cache L2 “ t c đ lõi đã tích h p” và tích n ng t ng thích Socket 7 là m i

ch m t vài tính n ng đóng góp vào kh n ng v n hành và tính ph d ng ti p theo c a K6-2 K6-3 đ n thu n là m t K6-2 cùng v i 256KB cache L2 có t c đ lõi đ y đ , trên khuôn d p K6-2 và K6-3 là l i đáp tr c a AMD tr c Pentium II/III c a Intel ( C nh tranh v i tên và Pentium c ng quan tr ng nh c nh tranh v i kh n ng v n hành Pentium

c nh tranh trong l ng v c kh n ng v n hành, AMD đ y h K6 c a các b x lý càng sát v i các c n trên c a h càng t t Các bo m t ng thích ph i có kh n ng cung c p các đi n áp tách c n thi t các m c dung sai r t sát có danh sách các bo m th c s

t ng thích và đã qua tr c nghi m, b n truy c p vào Website (www Amd.com) Tác v

c n trên c a các b x lý K6 yêu c u ph i t p trung chú ý vào vi c t n nhi t Các b gi i nhi t và các qu t ph i đ c gán ch t và ph i dùng m nhi t Lu ng khí h th ng ph i cung c p kh n ng làm mát CPU t i đa Khi làm vi c trên m t h th ng AMD có cách

ng x l i c hai khu v c này ph i đ c xem xét ch t ch N u d tính nâng c p h th ng

t m t b x lý K6-2 lên K6-3, có th b n ph i ti n hành m t ti n trình nâng c p BIOS

v i Intel trong các b s lý ki u dáng khe Slot Thay vì phát tri n m t b x lý Slot 1

t ng thích AMD quy t đ nh đã đ n lúc th c thi các ý t ng riêng c a h v cách tích

h p b x lý vào m t h th ng H đã ch p nh n ki u dáng khe đ các nhà ch t o bo m không ph i thi t k l i hoàn toàn b c c các bo m h đ ch p nh n AMD Athlon, nh ng hình d ng và s kim là nh ng nét t ng t duy nh t u n i khe c a AMD có tên là Slot

A M c dù c các b x lý AMD và Intel đ u v n d ng m t m ch giao ti p 242 pin, các

b x lý Slot A và Slot 1 không thay nhau đ c Athlon đ c t i u hóa cho các t n s xung nh p cao có đ c tr ng là m t vi ki n trúc siêu ng d n [super-pipelined], siêu vô

h ng [superscalar] Nó ch a t ng c ng chín tuy n ng d n thi hành: ba cho các phép tính đ a ch , ba cho các phét tính s nguyên, và ba đ thi hành x87 (d u ch m đ ng) 3DNow và các ch l nh MMX AMD đ c bi t gi i quy t v n đ d u ch m đ ng và nh

l p trò ch i c a nó v i c c u d u ch m đ ng siêu vô h ng đã l p ng d n đ y đ đ u tiên, và công ngh 3DNow t ng c ng Theo vài tr c nghi m kh n ng v n hành d u

ch m đ ng c a AMD Athlon cao h n 35% so v i b x lý Pentium III Xeon có xung

nh p ngang b ng Enhanced 3DNow đã b sung 24 ch l nh m i 19 ch l nh đ c i thi n các phép tính toán h c s nguyên MMX và t ng c ng s di chuy n d li u cho các ng

d ng phân lu ng [streaming] Interuet, và 5 ph n m r ng DSP cho soft modem, soft ADLS, Dolby Digital và các ng d ng MP3 Công n ng DSP m i này c a AMD Athlon không đ c Pentium III h tr Cache L1 trên Athlon là 128KB và b đi u khi n cache L2 backside 64 bit h tr các kích c cache L2 t 512KB đ n 8MB Thi t k cache v n

d ng bus h th ng có kh n ng v n hành cao c a b x lý và gi m thi u các ch ngh n

do các gi i h n b ng thông bus gây ra AMD h tr s xác nh n c a h r ng Athlon là b

x lý th h th b y (7x86) v i cách th c thi m t ki n trúc bus h th ng hoàn toàn khác

so v i ki n trúc mà h Intel Pentium c a các CPU v n d ng AMD đã c p môn bài công ngh bus Alpha EV-6 t công ty Digital Equipment

Bus h th ng Athlon ho t đ ng m c 200Mhz v i m t b ng thông có các t c đ chuy n giao d li u 1.6GB/s V i nhi u b x lý, bus h th ng có th ch nh quy mô lên t i 3.2 GB/s m c 400Mhz Nó bao g m công ngh cao c p nh topo ( point to point topology) chuy n giao g c gói tin đ ng b ngu n (source- synchronous packet-based transfers) và phát tín hi u đi n áp th p [low-voltnge signaling] Ki n trúc bus b x lý AMD Athlon

đ c thi t k đ h tr tính n ng đa x lý chính quy module S l ng các b x lý AMD Athlon trong m t h th ng đa b x lý AMD Athlon Các b chip s p t i đ c d tính s kích ho t các thi t k h th ng đa b x lý d a trên 2,4,8 b x lý AMD Athlon tr lên

M c dù tho t đ u vi c h tr các b chip t ra hi m song t t c các nhà ch t o bo m chính bây gi đang t o các mô hình h tr AMD Athlon v i m t ch n l a các b chip t AMD, VIA ho c ALI

thông qua vi c dùng hai b s nguyên hai ng

d n đ c t i u hóa và m t FPU trên chip

Các b s nguyên và d u ch m đ ng đ c g t

gi a đ cho thông su t ch l nh t i đa b ng

cách v n d ng các tính n ng nh đ t tên l i

thanh ghi, hoàn thành ngoài th t , g b tính

l thu c d li u, ph ng đoán nhánh và thi

hành suy đoán Nó bao g m m t cache ghi sau

h n so v i Pentium t ng ng)

Cyrix 6x86 có hai nh c đi m Th nh t, FPU( đ n v d u ch m đ ng) không th c hi n

t t b ng các b x lý AMD và Intel t ng t Không th làm đ c gì nhi u v i v n đ này trong h 6x86, m c dù các b x lý ti p theo ( nh M2) s cung c p m t FPU t t

h n Nh c đi m th hai đ i v i 6x86 đó là t a nhi t quá m c Trong ho t đ ng, các b

x lý 6x86 t o nhi u nhi t h n so v i các đ i tác AMD ho c Intel c a chúng Cyrix đã

gi i quy t v n đ này b ng cách phát hành dòng 6x86L ( ho c MIR) vào n m 1996 D u

ch đ nh “L” có ngh a là “low power” c bi t h n, 6x86L dùng m t đi n áp tách 3.3V

đ đi u qu n tác v I/0 v i các chip khác và 2.8V đ ch y lõi c a CPU chính Các b x

lý 6x86 truy n th ng ch dùng 3.3 ho c 3.2V h tr m t 6x86L bo m ph i cung c p các đi n áp tách ho c ph i b sung m t module đi u ti t đi n áp gi a đ c m và b x lý

Ho t đ ng đi n áp tách c a m t 6x86L dùng các c p đi n áp gi ng nh m t b x lý MMX Tuy nhiên, 6x86 không ph i là b x lý MMX Các đi n áp tách này đ c ch n

đ 6x86 t ng thích v i các bo m đi n áp tách và v sau có đ c thay b ng m t thi t b

t ng thích MMX ch ng h n nh 6x86MX

VII - CH NH QUÁ NH P NG H :

S ti n hóa PC th ng là m t cu c đua v kh n ng v n hành, và các nhà thi t k không

ng ng đ u tranh đ t n d ng h t kh n ng c a m i xung nh p cu i cùng Có nhi u y u t liên quan đ n kh n ng v n hành máy tính, nh ng t c đ CPU th ng là m t trong nh ng

y u t quan tr ng nh t Các CPU nhanh h n và t t h n đã là m t ngu n l c ch đ o trong

vi c phát tri n máy tính và các CPU c h n th ng xuyên đ c nâng c p đ v t ki t kh

n ng v n hành thêm n a t các h th ng hi n hành M c dù ta th ng thay h n CPU

ng i dùng PC và các k thu t viên đang ch n ph ng án ch nh quá xung nh p nh là

m t bi n pháp đ t i đa hóa kh n ng v n hành c a m t CPU hi n có

o n này mô t các nguyên t c ch đ o và các k thu t toàn di n có th giúp b n ra các quy t đ nh ch nh quá xung nh p h p lý V c b n, ch nh quá nh p xung nh p [overclocking] là c u hình l i m t PC đ v n hành m t CPU m t t c đ xung nh p ho c

t c đ bus cao h n so v i m c mà CPU đã đ c ch đ nh c th Ch c n kho ng vài phút

là có th c u hình l i m t h th ng đ ch nh quá nh p xung nh p m t CPU, ch c n thay

đ i m t ho c hai ch u chuy n [jumper/switch] trên bo m V m t lý t ng t c đ xung

nh p cao h n này s làm t ng kh n ng v n hành c a CPU mà không làm h ng CPU ho c

gi m tu i th làm vi c c a nó Khía c nh kinh t c a tính n ng ch nh quá nh p xung nh p

t ra h p d n Trong đa s tr ng h p, có th ti n hành ch nh quá nh p xung nh p đ i v i

m t CPU l p Pentium v i kho n chi phí ít h n 3USD cho b làm mát m i

Tính n ng ch nh quá nh p xung nh p mang đ n các r i ro c h u cho CPU, k c vi c làm

h ng luôn CPU ch nh Do đó đ ng bao gi nên ti n hành mà không c n xem xét c n th n các h u qu Tính n ng ch nh quá nh p xung nh p CPU không đ c c v , và có th là

m t hành vi b t h p pháp n u m t h th ng ch nh quá nh p đ ng h đ c bán mà không thông báo cho ng i mua bi t

7.1 - Các yêu c u v tính n ng ch nh quá nh p đ ng h :

Y u t quan tr ng nh t c n n m v ng v tính n ng ch nh quá nh p xung nh p CPU đó là

nó không ph i là m t k thu t thành công m i lúc Trong nhi u tr ng h p, nh ng n l c

c a b n đ ch nh quá nh p xung nh p m t PC s b th t b i B n thành ph n quan tr ng

c a m t PC b t k nh h ng đ n tính n ng ch nh quá nh p xung nh p đó là CPU, bo m ,

Ram h th ng và làm mát CPU Tr c tr c m t trong s các thành ph n này s d n đ n s

c

Các v n đ v CPU: Các CPU c a Intel d ng nh thành công nh t trong vi c ch nh quá

nh p xung nh p thông th ng b i vì các CPU AMD và Cyrix/IBM ch y r t sát v i các

gi i h n x p h ng c a chúng đ c nh tranh v i các đ i tác Intel Tuy nhiên, không ph i

t t c các Intel CPU đ u thích h p nh th Các CPU có đánh d u b ng mã s S-spec SY022 và SU07S th ng b h n ch theo các b nhân xung nh p trên x2 ng quên

ki m tra các CPU gi ( đã đ c d p d u l i và bán l i theo các t c đ xung nh p cao h n) Các CPU đ c d p d u l i th ng g p châu âu Nh ng đ c n th n b n nên ki m tra CPU tr c khi ti n hành V nguyên t c, n u b n có th l t các nhãn dán bên d i CPU,

nó b d p và t là đè lên t c đ đ c x p h ng ban đ u c a nó

Các v n đ bo m : Cho dù CPU c a b n d ng nh hoàn h o đ i v i tính n ng ch nh quá

nh p xung nh p song bo m thì không th Các ph n x tín hi u và các gi i h n khác v

đi n trên bus có th khi n h th ng đ v ho c treo Các CPU đ c ch nh quá nh p xung

nh p c ng nh y c m h n đ i v i các tín hi u không n đ nh t bus và s đ v n u bo m không th cung c p các tín hi u s ch Các bo m có ti ng nh Tyan có khuynh h ng h

tr tính n ng ch nh quá nh p xung nh p CPU t t h n các bo m không có ti ng và giá r

K t qu là, b n có th th y có th d dàng ch nh quá nh p xung nh p vài PC, trong khi các

PC khác l i g p các s c nghiêm tr ng v kh n ng v n hành ( ho c không ch u ho t

đ ng gì c sau khi ch nh quá nh p xung nh p)

Các t c đ bus bo m c ng là m t y u t c n quan tâm H u h t các bo m truy n th ng

ch h tr t c đ bus t i 66Mhz nh ng các thi t k bo m g n đây có th v n hành m c 75Mhz ho c 83Mhz Các t c đ bus cao h n này s nh h ng đáng k đ n t s b nhân xung nh p khi c u hình chi n l c ch nh quá nh p xung nh p c a b n, dó đó b o đ m hi u

rõ gi i h n t c đ xung nh p và các b nhân c a bo m c a b n c th Bo m c ng ph i

h tr nhi u đi n áp ngu n CPU M t đi n áp STD 3.3V và m t đi n áp VRE3.45V là

ph d ng N u dùng m t CPU ki u MMX ( ngh a là, PSSC, 6x86MX ho c K6) b n c n truy c p ph n h tr đi n áp tách ( 2.8V và 3.3V là đi n hình) i u này xem ra không

m y quan tr ng b i b n không thay đ i CPU song trong vài tr ng h p có th b n ph i

t ng đi n áp ngu n CPU lên m t chút đ h tr tính n ng ch nh quá nh p xung nh p Các v n đ v RAM: RAM h th ng c ng có th là m t v n đ trong các h th ng đ c

ch nh quá nh p xung nh p khi t c đ bus v t quá 66Mhz b n c n có EDO RAM c p cao

ho c SD RAM V nguyên t c, EDO RAM làm vi c t t nh t v i bo m 66Mhz dùng SD RAM có khuynh h ng t t nh t v i các bo m 75Mhz và 83 Mhz

Các v n đ làm mát: Có l v n đ c n xem xét k nh t đ i v i tính n ng ch nh quá nh p xung nh p CPU đó là làm mát không đ Các CPU rút dòng đi n theo m i nh p xung

nh p Các xung nh p càng nhi u trong m t th i k nh t đ nh, yêu c u dòng đi n l i càng

t ng và nhi t càng phát sinh nhi u H u h t các CPU hi n hành b t đ u ch y v i m c nóng, nh ng khi đ c ch nh quá nh p xung nh p m t CPU có th d dàng tr nên quá nóng và b đ v ( ho c có th b h ng luôn) H u qu là, b n đ ng bao gi g ng ch nh quá nh p xung nh p m t CPU mà không đi u ti t đ làm mát t t h n Xét kh n ng mua

m t b gi i nhi t qu t có công su t cao Khi cài đ t b làm mát, b n b o đ m nó th t

kh p v i CPU mà không có khe h không khí nào và thoa m t l p m ch u nhi t m ng

gi a CPU và b gi i nhi t

Tr c khi th c t đi vào k thu t ch nh quá nh p xung nh p CPU b n nên l u ý vài khuy t đi m ti m n ng Ba th t b i đi n hình k t h p v i tính n ng ch nh quá nh p xung

nh p CPU: ho t đ ng gián đo n, tu i th gi m sút và th t b i hoàn toàn C ba khuy t

đi m đ u có liên quan đ n nhi t:

Ho t đ ng gián đo n nhi t b sung t o ra trong CPU có th d n đ n các l i tín hi u bên trong ( m t bit b m t ho c chuy n tíng gi tín hi u) có th d dàng khi n PC đ v bu c

b n t t đi n h th ng cho đ n khi CPU ngu i

• Tu i th gi m sút đây là m t s c khác có liên quan đ n nhi t Thay vì m t th t

b i t c th i, m c nóng quá có th rút ng n tu i th c a CPU thông qua m t ti n trình có tên di trú đi n [ electromigration] Thay vì m t CPU làm vi c trong vòng

10 n m nó ch có th làm vi c trong 2 ho c 5 n m ( không th ch c)

• S th t b i hoàn toàn : M t CPU đ c thi t k đ v n hành t 25 đ n 80 đ C

N u CPU không đ c làm mát đúng đ n thì kh i CPU có th v t quá nhi t đ làm vi c t i đa và có th v h ng M c dù có hàng tri u transistor n m trong m t CPU hi n đ i song ch c n h ng m t ho c hai con transistor c ng đ đ phá h ng

m t CPU

Win 95/98 r t nh y c m v i tính n ng ch nh quá nh p xung nh p B n không nên ch nh quá nh p xung nh p m t h th ng v i Win 95/98 cho dù h th ng có th ch nh quá nh p xung nh p suôn s d i DOS ho c Win 3.1x Thay đ i t c đ bus đ ng h bên trong c a

m t CPU ch y theo m t t c đ khác v i xung nh p bên ngoài ng h bên ngoài là t c

đ mà cache và b nh chính ch y và khi đ c chia hai nó cho ra t c đ c a bus PCI Ch

ba t c đ bus chính th c khác nhau đ c dùng b i Pentium, Pentium Pro và AMD K5 đó là: 50, 60 và 66Mhz Cyrix/IBM 6x86 dùng n m t c đ bus: 50,55, 60, 66 và 75Mhz Ngoài ra, các bo m m i s n có h tr t c đ bus không chính th c là 83Mhz thay

đ i t c đ bus, b n xem trong tài li u bo m và tìm m t n i dung nh “ Clock speed”

ho d “ CPU external (BUS) frequency selection” chúng là các ch u chuy n mà b n s

ph i thay đ i Có th b n ph i thay đ i vài ch u chuy n khác đ thi t l p t ng thi t l p bus m i N u may m n và tình c có m t bo m v i công ngh “Softmenu” b n có th thay đ i các xác l p t c đ bus t ng b c m t ( ch ng h n nh đi t 60 sang 66Mhz không đi t 60 sang 75Mhz) ây là cách thành công nh t đ ch nh quá nh p xung nh p Dùng ph ng pháp này, h u h t m i CPU P150 s ch y t c đ 166 Mhz và h u h t CPU P150+ 6x86