Vi xử lí (Phần 1) - Giới thiệu về hệ thống vi xử lí

Để giúp mọi người hiểu rõ hơn về bộ phận quan trọng nhất của máy tính cá nhân (PC), từ hôm nay mình sẽ bắt đầu post loạt bài tìm hiểu về Vi xử lí, mong mọi người hưởng ứng. Tài liệu tham khảo từ nhiều nguồn: sách báo, internet và kinh nghiệm bản thân. Bài đầu tiên này mình giới thiệu chung về cấu tạo, tổ chức chung của 1 CPU.

Phần I: Giới thiệu về hệ thống vi xử lý (CPU)
I - Chức năng của CPU
CPU viết tắt của chữ Central Processing Unit (tiếng Anh), tạm dịch là đơn vị xử lí trung tâm.CPU có thể được xem như não bộ, một trong những phần tử cốt lõi nhất của máy vi tính. Nhiệm vụ chính của CPU là xử lý các chương trình vi tính và dữ kiện. CPU có nhiều kiểu dáng khác nhau. Ở hình thức đơn giản nhất, CPU là một con chip với vài chục chân. Phức tạp hơn, CPU được ráp sẵn trong các bộ mạch với hàng trăm con chip khác. CPU là một mạch xử lý dữ liệu theo chương trình được thiết lập trước. Nó là một mạch tích hợp phức tạp gồm hàng triệu transistor

II - Cấu tạo của CPU
CPU có 3 khối chính là :

1. Bộ điều khiển ( Control Unit )Là các vi xử lí có nhiệm vụ thông dịch các lệnh của chương trình và điều khiển hoạt động xử lí,được điều tiết chính xác bởi xung nhịp đồng hồ hệ thống. Mạch xung nhịp đồng hồ hệ thống dùng để đồng bộ các thao tác xử lí trong và ngoài CPU theo các khoảng thời gian không đổi.Khoảng thời gian chờ giữa hai xung gọi là chu kỳ xung nhịp.Tốc độ theo đó xung nhịp hệ thống tạo ra các xung tín hiệu chuẩn thời gian gọi là tốc độ xung nhịp - tốc độ đồng hồ tính bằng triệu đơn vị mỗi giây-Mhz. Thanh ghi là phần tử nhớ tạm trong bộ vi xử lý dùng lưu dữ liệu và địa chỉ nhớ trong máy khi đang thực hiện tác vụ với chúng.
2. Bộ số học-logic (ALU-Arithmetic Logic Unit)Có chức năng thực hiện các lệnh của đơn vị điều khiển và xử lý tín hiệu. Theo tên gọi,đơn vị này dùng để thực hiện các phép tính số học( +,-,*,/ )hay các phép tính logic (so sánh lớn hơn,nhỏ hơn…)
3. Thanh ghi ( Register )Thanh ghi có nhiệm vụ ghi mã lệnh trước khi xử lý và ghi kết quả sau khi xử lý

III - Các thông số kỹ thuật của CPU

Tốc độ của CPU: Tốc độ xử lý của máy tính phụ thuộc vào tốc độ của CPU, nhưng nó cũng phụ thuộc vào các phần khác (như bộ nhớ trong, RAM, hay bo mạch đồ họa).Có nhiều công nghệ làm tăng tốc độ xử lý của CPU. Ví dụ công nghệ Core 2 Duo.

Tốc độ CPU có liên hệ với tần số đồng hồ làm việc của nó (tính bằng các đơn vị như MHz, GHz, …). Đối với các CPU cùng loại tần số này càng cao thì tốc độ xử lý càng tăng. Đối với CPU khác loại, thì điều này chưa chắc đã đúng; ví dụ CPU Core 2 Duo có tần số 2,6GHz có thể xử lý dữ liệu nhanh hơn CPU 3,4GHz một nhân. Tốc độ CPU còn phụ thuộc vào bộ nhớ đệm của nó, ví như Intel Core 2 Duo sử dụng chung cache L2 (shared cache) giúp cho tốc độ xử lý của hệ thống 2 nhân mới này nhanh hơn so với hệ thống 2 nhân thế hệ 1 ( Intel Core Duo và Intel Pentium D) với mỗi core từng cache L2 riêng biệt. (Bộ nhớ đệm dùng để lưu các lệnh hay dùng, giúp cho việc nhập dữ liệu xử lý nhanh hơn).Hiện nay công nghệ sản xuất CPU làm công nghệ 65nm.

Hiện đã có loại CPU Quad-Core (4 nhân).Hãng AMD đã cho ra công nghệ gồm 2 bộ xử lý, mỗi bộ 2-4 nhân.

Tốc độ BUS của CPU ( FSB - Front Side Bus )
FSB - Front Side Bus là gì ?

• FSB - Là tốc độ truyền tải dữ liệu ra vào CPU hay là tốc độ dữ
liệu chạy qua chân của CPU.

• Trong một hệ thống thì tốc độ Bus của CPU phải bằng với tốc độ
Bus của Chipset bắc, tuy nhiên tốc độ Bus của CPU là duy nhất nhưng
Chipset bắc có thể hỗ trợ từ hai đến ba tốc độ FSB

• Ở dòng chip Pen2 và Pen3 thì FSB có các tốc độ 66MHz, 100MHz và
133MHz

• Ở dòng chip Pen4 FSB có các tốc độ là 400MHz, 533MHz,
800MHz, 1066MHz, 1333MHz và 1600MHz

Bộ nhớ Cache.
Cache: Vùng nhớ mà CPU dùng để lưu các phần của chương trình, các tài liệu sắp được sử dụng. Khi cần, CPU sẽ tìm thông tin trên cache trước khi tìm trên bộ nhớ chính.

Cache L1: Integrated cache (cache tích hợp) - cache được hợp nhất ngay trên CPU. Cache tích hợp tăng tốc độ CPU do thông tin truyền đến và truyền đi từ cache nhanh hơn là phải chạy qua bus hệ thống. Các nhà chế tạo thường gọi cache này là on-die cache. Cache L1 - cache chính của CPU. CPU trước hết tìm thông tin cần thiết ở cache này.

Cache L2: Cache thứ cấp. Thông tin tiếp tục được tìm trên cache L2 nếu không tìm thấy trên cache L1. Cache L2 có tốc độ thấp hơn cache L1 và cao hơn tốc độ của các chip nhớ (memory chip).Trong một số trường hợp (như Pentium Pro), cache L2 cũng là cache tích hợp.

còn tiếp...

» Nhận đồng hương nha!
» Đồ án phân tích và thiết kế hệ thống
» Về việc nộp bài Đồ án Phân tích thiết kế hệ thống:
» Điểm tổng kết và điểm Đồ án Môn học Phân tích thiết kế hệ thống + ĐA
» Viet Nam vo doi