Bài giảng Tìm hiểu về bộ xử lý

Giới thiệuBXL 4 bitBXL 8 bitBXL 16 bitBXL 32 bitGiíi thiÖuPentium 4Core 2 Duo BXL máy tính đã thay đổi rất nhiều so với ban đầu, từ BXL 4bit 4004 của Intel, AM2900 của AMD đầu thập niên 70 cho đến những BXL 64bit hiện nay Từ BXL dành cho máy tính cá nhân (PC) đầu tiên của Intel cho đến BXL máy tính 4 nhân, 8 nhân trong năm 2007 và hơn nữa trong tương lai.	 Sức mạnhBXL 4bit 4004 là BXL đầu tiên được Intel giới thiệu vào tháng 11 năm 1971, sử dụng trong máy tính (calculator) của Busicom. Tốc độ 740KHz, Khả năng xử lý 0,06 triệu lệnh mỗi giây (milion instructions per second - MIPS); Được sản xuất trên công nghệ 10 µm, có 2.300 transistor (bóng bán dẫn), bộ nhớ mở rộng đến 640 byte. 4040, phiên bản cải tiến của 4004 được giới thiệu vào năm 1974, có 3.000 transistor, tốc độ từ 500 KHz đến 740KHz. Giới thiệuBXL 4 bitBXL 8 bitBXL 16 bitBXL 32 bitPentium 4Core 2 DuoSức mạnhBXL 8bit 8008 (năm 1972) được sử dụng trong thiết bị đầu cuối Datapoint 2200 của Computer Terminal Corporation (CTC). Có tốc độ 200kHz, Sản xuất trên công nghệ 10 µm, với 3.500 transistor. 8080 (năm 1974) sử dụng trong máy tính Altair 8800, có tốc độ gấp 10 lần 8008 (2MHz), Sản xuất trên công nghệ 6 µm, khả năng xử lý 0,64 MIPS với 6.000 transistor, có 8 bit bus dữ liệu và 16 bit bus địa chỉ. 8085 (năm 1976) sử dụng trong một số thiết bị điều khiển ngoại vi. 8085 có tốc độ 2MHz, sản xuất trên công nghệ 3 µm, với 6.500 transistor, có 8 bit bus dữ liệu và 16 bit bus địa chỉ.	Giới thiệuBXL 4 bitBXL 8 bitBXL 16 bitBXL 32 bitPentium 4Core 2 DuoSức mạnhBXL 16bit 8086 xuất hiện tháng 6 năm 1978, sử dụng trong những thiết bị tính toán di động. Sản xuất trên công nghệ 3 µm, với 29.000 transistor, có 16 bit bus dữ liệu và 20 bit bus địa chỉ, bộ nhớ mở rộng 1MB. Các phiên bản của 8086 gồm 5, 8 và 10 MHz.	 8088 trình làng vào tháng 6 năm 1979, là BXL được IBM chọn đưa vào chiếc máy tính (PC) đầu tiên của mìnhC Công nghệ 3 µm, 29.000 transistor, kiến trúc 16 bit bên trong và 8 bit bus dữ liệu ngoài, 20 bit bus địa chỉ, bộ nhớ mở rộng tới 1MB. Các phiên bản của 8088 gồm 5 MHz và 8 MHz.	Giới thiệuBXL 4 bitBXL 8 bitBXL 16 bitBXL 32 bitPentium 4Core 2 DuoSức mạnhBXL 32bit Intel386 gồm các họ 386DX, 386SX và 386SL. Intel386DX là BXL 32 bit đầu tiên Intel giới thiệu vào năm 1985, được dùng trong các PC của IBM và PC tương thích. Intel386 là một bước nhảy vọt so với các BXL trước đó. Đây là BXL 32 bit có khả năng xử lý đa nhiệm, nó có thể chạy nhiều chương trình khác nhau cùng một thời điểm. 386 sử dụng các thanh ghi 32 bit, có thể truyền 32 bit dữ liệu cùng lúc trên bus dữ liệu và dùng 32 bit để xác định địa chỉ. Cũng như BXL 80286, 80386 hoạt động ở 2 chế độ: real mode và protect mode. Giới thiệuBXL 4 bitBXL 8 bitBXL 16 bitBXL 32 bitPentium 4Core 2 DuoSức mạnhPentium 4 Intel Pentium 4 (P4) là BXL thế hệ thứ 7 dòng x86 phổ thông, được giới thiệu vào tháng 11 năm 2000. P4 sử dụng vi kiến trúc NetBurst có thiết kế hoàn toàn mới so với các BXL cũ (PII, PIII và Celeron sử dụng vi kiến trúc P6). Một số công nghệ nổi bật được áp dụng trong vi kiến trúc NetBurst như Hyper Pipelined Technology mở rộng số hàng lệnh xử lý, Execution Trace Cache tránh tình trạng lệnh bị chậm trễ khi chuyển từ bộ nhớ đến CPU, Rapid Execution Engine tăng tốc bộ đồng xử lý toán học, bus hệ thống (system bus) 400 MHz và 533 MHz.Giới thiệuBXL 4 bitBXL 8 bitBXL 16 bitBXL 32 bitPentium 4Core 2 DuoSức mạnhCore 2 Duo BXL lõi kép sản xuất trên công nghệ 65 nm Hỗ trợ SIMD instructions Công nghệ Virtualization Technology cho phép chạy cùng lúc nhiều HĐH Tăng cường bảo vệ hệ thống trước sự tấn công của virus (Execute Disable Bit), tối ưu tốc độ BXL nhằm tiết kiệm điện năng (Enhanced Intel SpeedStep Technology), quản lý máy tính từ xa (Intel Active Management Technology). Core 2 Duo (tên mã Conroe) có 291 triệu transistor, bộ nhớ đệm L2 4 MB, bus hệ thống 1066 MHz, socket 775LGA. Giới thiệuBXL 4 bitBXL 8 bitBXL 16 bitBXL 32 bitPentium 4Core 2 DuoSức mạnhTiêu chuẩn đánh giá sức mạnh của một CPU :Hiệu năng :Performance = Frequency x Instructions Per Cycle (IPC)Sức mạnh CPU phụ thuộc vào tần số (frequency) và IPC (số lệnh thực hiên được trong 1 xung nhịp)Giới thiệuBXL 4 bitBXL 8 bitBXL 16 bitBXL 32 bitPentium 4Core 2 DuoSức mạnhSøc m¹nh Bé VXLI)LÝ thuyết:Các yếu tố tác động trực tiếp đến sức mạnh bộ VXL:1,Tập lênh:	+Kiến Trúc tập lệnh	+Số địa chỉ dùng để thiết kế tập lệnh, độ dài lệnh	+Các kiểu dữ liệu mà CPU làm việc,	+Sử dụng cách thức xác định toán hạng ntn2,Kiểu kiến trúc mà máy tính sử dụng3,Cisc or Risc4,Cách sử dụng pipeline trong máy tính5,Tài nguyên cacheII)Thực tế : Các loại thông số mà nhà sản xuất đưa ra trên sản phẩm thương mại VD: Tần số , xung nhịp ,Soket, busSøc m¹nh Bé VXLGiới thiệuBXL 4 bitBXL 8 bitBXL 16 bitBXL 32 bitPentium 4Core 2 DuoSức mạnhCách sử dụng pipeline trong máy tính:Công thức đánh giá sức mạnh của một CPU :i/s = i/c x c/s i: instruction c: cycle s: secondTrong đó : c/s = frequency , i/c = IPC (số lệnh xử lí đc trong một xung nhịp)hiệu năng cuối cùng đo = số lệnh/ giâyĐể tăng hiệu năng của CPU thì tăng Frequency hoặc tăng IPC, IPC phụ thuộc vào kiến trúc của CPU 1 cách để tăng frequence là tăng độ dài Pipeline.Søc m¹nh Bé VXLGiới thiệuBXL 4 bitBXL 8 bitBXL 16 bitBXL 32 bitPentium 4Core 2 DuoSức mạnhII các vấn đề về thực tếPhân tích một thông số mà nhà sản xuất cung cấp :Søc m¹nh Bé VXLGiới thiệuBXL 4 bitBXL 8 bitBXL 16 bitBXL 32 bitPentium 4Core 2 DuoSức mạnh