Bài giảng Kỹ thuật vi xử lý - Chương 1: Tổng quan về vi xử ký và hệ vi xử lý - Hoàng Xuân Diệu

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
Giảng viên: TS. Hoàng Xuân Dậu
Điện thoại/E-mail: dauhoang@vnn.vn
Bộ môn: Khoa học máy tính - Khoa CNTT1
Học kỳ/Năm biên soạn: Học kỳ 1 năm học 2009-2010
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ
HỆ VI XỬ LÝ
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 2
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
NỘI DUNG
1. Giới thiệu về vi xử lý
2. Hệ vi xử lý
 Cấu trúc hệ vi xử lý
 Kiến trúc von-Neuman và harvard
3. Các đặc điểm cấu trúc của vi xử lý
 Công suất vi xử lý
 Các đặc tính nâng cao
4. Lịch sử phát triển vi xử lý
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 3
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Giới thiệu về vi xử lý
 Vi xử lý (microprocessor):
 Là một vi mạch kiểu VLSI (Very Large Scale Integrated Circuit)
 Có thể lập trình được
 Chức năng tính của VXL:
 Tính toán
 Vận chuyển dữ liệu
 VXL thực hiện các chức năng thông qua thực hiện các lệnh
của chương trình:
 Thực hiện các phép toán: số học, logic, dịch, quay,
 Kết nối và trao đổi dữ liệu với các thiết bị bên ngoài thông qua
các cổng vào ra.
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 4
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Giới thiệu về vi xử lý
Vi xử lý Intel
8086 (1978)
Vi xử lý Intel
Core 2 Duo
(2006)
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 5
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Giới thiệu về vi xử lý
 Phân loại VXL dựa trên chức năng:
 Vi xử lý đa chức năng (general-purpose microprocessors):
• Chứa tất cả các thành phần phục vụ tính toán và điều khiển
• Không bao gồm bộ nhớ và các cổng vào ra.
 Vi điều khiển (microcontrollers):
• Chứa tất cả các thành phần phục vụ tính toán và điều khiển
• Có bao gồm bộ nhớ và các cổng vào ra
• Tất cả các thành phần của vi điều khiển được tích hợp trên một chíp
đơn.
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 6
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Giới thiệu về vi xử lý
 Thực hiện lệnh của vi xử lý:
 Vi xử lý thực hiện các tác vụ dựa trên các chỉ dẫn
(instructions), hay còn gọi là các lệnh.
 Một tập hợp các lệnh được sắp xếp theo một trật tự nào đó -->
chương trình
 Chương trình thường được lưu trên ổ đĩa. Chương trình được
nạp vào bộ nhớ khi được kích hoạt. Vi xử lý sẽ đọc và thực
hiện từng lệnh của chương trình trong bộ nhớ.
 Quá trình thực hiện một lệnh:
• Đọc lệnh
• Giải mã lệnh
• Thực hiện lệnh
• Lưu kết quả của lệnh (nếu có)
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 7
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Giới thiệu về vi xử lý
 Bus:
 Là tập các đường dây dẫn để vi xử lý trao đổi dữ liệu và thông
tin điều khiển với các bộ phận khác.
 Các loại bus:
• Bus trong: liên kết các bộ phận trong vi xử lý
• Bus ngoài: liên kết vi xử lý với các bộ phận khác của máy tính
 Nhịp đồng hồ (clock)
 Xung nhịp đồng hồ được tạo bởi một đồng hồ chuẩn được sử
dụng để:
• Tạo nhịp hoạt động cho vi xử lý
• Đồng bộ hoá hoạt động của vi xử lý với các bộ phận khác
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 8
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Hệ vi xử lý: giới thiệu
 Hệ VXL là một hệ
thống có khả
năng tính toán,
xử lý thông tin và
điều khiển;
 Hệ VXL cũng có
khả năng giao
tiếp với thế giới
bên ngoài:
 Tiếp nhận thông
tin từ bên ngoài
 Kết suất thông tin
ra bên ngoài.
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 9
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Hệ vi xử lý: giới thiệu
 Hệ VXL thường bao gồm:
 CPU (Central Processing Unit): B ộ xử lý trung tâm có nhiệm vụ tính
toán và điều khiển
• ALU (Arithmetic and Logic Unit): kh ối tính toán
• CU (Control Unit): khối điều khiển
 Bộ nhớ (Memory): lưu trữ dữ liệu (data) và lệnh (instruction) cho CPU
xử lý
• Bộ nhớ ROM: lưu lệnh và dữ liệu của hệ thống
• Bộ nhớ RAM: lưu lệnh và dữ liệu của hệ thống và của người dùng
 Các thiết bị vào (Inputs):
• Tiếp nhận dữ liệu và thông tin điều khiển, chuyển cho CPU xử lý
 Các thiết bị ra (Oututs):
• Kết xuất thông tin ra (màn hình, giấy, ...)
• Lưu trữ thông tin lâu dài (đĩa từ, đĩa quang, ....)
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 10
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Hệ vi xử lý: Kiến trúc von-Neumann
Kiến trúc máy tính
von-Neumann nguyên thuỷ
Kiến trúc máy tính
von-Neumann hiện đại
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 11
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Hệ vi xử lý: Kiến trúc von-Neumann
 Kiến trúc máy tính von-Neumann: Kiến trúc von-
Neumann được nhà toán học John von-Neumann đưa ra
vào năm 1945 trong một báo cáo về máy tính EDVAC.
 Các đặc điểm của kiến trúc máy tính von-Neumann:
 Một bộ nhớ duy nhất được dùng để lưu trữ dữ liệu (data)
và lệnh (instructions)
 Dữ liệu và lệnh được lưu trữ trong các phần riêng của bộ
nhớ
 Bộ nhớ được đánh địa chỉ theo vùng, không phụ thuộc vào
loại dữ liệu mà nó lưu trữ.
 Quá trình thực hiện các lệnh diễn ra tuần tự.
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 12
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Hệ vi xử lý: Kiến trúc von-Neumann
 Chu trình thực hiện lệnh (đọc - giải mã - thực hiện):
 Đọc lệnh từ bộ nhớ đưa vào thanh ghi lệnh IR.
 Thay đổi nội dung bộ đếm chương trình (PC) để nó trỏ sang lệnh
tiếp theo
 Xác định kiểu lệnh vừa đọc
 Nếu lệnh có yêu cầu dữ liệu, xác định vị trí của dữ liệu
 Đọc dữ liệu (nếu có) vào các thanh ghi của vi xử lý
 Thực hiện lệnh
 Lưu giữ kế quả (nếu có)
 Bus hệ thống gồm:
 Bus địa chỉ (Address Bus)
 Bus dữ liệu (Data Bus)
 Bus điều khiển (Control Bus)
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 13
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Hệ vi xử lý: Kiến trúc Harvard
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 14
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Hệ vi xử lý: Kiến trúc Harvard
 Bộ nhớ được chia thành 2 phần riêng:
 Bộ nhớ lưu chương trình
 Bộ nhớ lưu dữ liệu
 CPU sử dụng 2 hệ thống bus để giao tiếp với bộ nhớ:
 Hệ thống bus giao tiếp với bộ nhớ lưu chương trình
 Hệ thống bus giao tiếp với bộ nhớ lưu dữ liệu
 Nhận xét:
 Kiến trúc Harvard phức tạp hơn kiến trúc von-Neumann
 Kiến trúc Harvard nhanh hơn kiến trúc von-Neumann do
CPU có thể giao tiếp đồng thời với cả bộ nhớ chương trình
và dữ liệu, thích hợp với các cơ chế ống lệnh và xử lý song
song.
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 15
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Cấu
trúc
máy vi
tính
hiện
đại
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 16
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Các đặc điểm cấu trúc của vi xử lý
 Công suất vi xử lý:
 Độ dài từ dữ liệu (data word length):
• Phụ thuộc vào thế hệ vi xử lý: 4, 8, 16, 32 và 64 bits
• Độ rộng của các thanh ghi, bus trong, bus ngoài thường bằng độ dài của
từ dữ liệu
• Độ dài từ xử lý lớn -> tăng khả năng biểu diễn dữ liệu, tăng tốc độ tính
toán.
 Khả năng đánh địa chỉ (addressing capacity):
• Quyết định dung lượng bộ nhớ mà vi xử lý có thể đánh địa chỉ
• Khả năng đánh địa chỉ của vi xử lý theo số bit địa chỉ
• Ví dụ:
– Hệ thống có 8 bít địa chỉ có thể quản lý được 28 = 256 ô nhớ
– Hệ thống có 16 bít địa chỉ có thể quản lý được 216 = 65536 = 64K ô nhớ
– Hệ thống có 32 bít địa chỉ có thể quản lý được 232 = 4GB ô nhớ
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 17
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Các đặc điểm cấu trúc của vi xử lý
 Công suất vi xử lý:
 Tốc độ xử lý lệnh (instruction execution speed):
• Thường được đo bằng tốc độ thực hiện :
– Triệu lệnh dấu phẩy động (MFLOPS – Millions of Floating Point Operations
Per Second, hoặc
– Triệu lệnh/giây (MIPS - Millions of Instructions Per Second).
• MIPS được tính theo kiến trúc von-Neumann:
MIPS = (f x N) / (M + T)
Trong đó:
f- tần số làm việc của bộ vi xử lý
N- số lượng các bộ ALU độc lập trong vi xử lý
M- số lượng các vi lệnh (microinstructions) trung b ình của một lệnh của vi
xử lý (thông thường 4-7 vi lệnh/lệnh)
T- hệ số thời gian truy cập bộ nhớ
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 18
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Các đặc điểm cấu trúc của vi xử lý
 Các đặc tính nâng cao:
 Xử lý song song (parallel processing):
• Kết hợp nhiều vi xử lý trong một máy tính
• Tăng tốc độ xử lý dữ liệu, đặc biệt với các hệ thống máy chủ
 Đồng xử lý (co-processing):
• Sử dụng bộ đồng xử lý để tăng tốc độ: chuyên tính toán số dấu phảy
động (đến 386). Các bộ đồng xử lý kết nối với vi xử lý thông qua bus hệ
thống
• Các module xử lý dấu phảy động được tích hợp vào vi xử lý trong các vi
xử lý hiện đại
 Kỹ thuật lưu khay (cache)
• Bộ nhớ được tổ chức theo mô hình phân cấp
• Tăng được tốc độ, giảm giá thành
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 19
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Các đặc điểm cấu trúc của vi xử lý
 Các đặc tính nâng cao:
 Kỹ thuật đường ống (pipelining): là khả năng xử lý đồng thời
nhiều lệnh.
• Một lệnh được chia làm nhiều bước
• Các bước của nhiều lệnh được thực hiện xen kẽ nhau tại các bộ phận
khác nhau của vi xử lý
• Siêu đường ống: hyper-pipelining: nhiều đường ống
 Bus rộng: tăng tốc độ xử lý nhờ tăng độ dài từ dữ liệu xử lý
Kỹ thuật đường ống
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 20
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 1970, Intel cho ra đời
chip vi xử lý đầu tiên 4004:
 Độ dài từ xử lý: 4 bit
 Bus dữ liệu 4 bit, bus địa
chỉ 12 bit (dùng chung với
bus dữ liệu)
 Kích thước 24mm2, 16
chân, chứa 2250 transitors
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 21
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 1972, Intel cho ra đời
chip vi xử lý 8008:
 Độ dài từ xử lý: 8 bit
 Bus dữ liệu 8 bit, bus địa
chỉ 14 bit (dùng chung với
bus dữ liệu)
 Tần số làm việc 300KHz,
18 chân, chứa 3300
transitors
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 22
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 1976, Zilog cho ra
đời chip vi xử lý Z80:
 Độ dài từ xử lý: 8 bit
 Bus dữ liệu 8 bit, bus địa
chỉ 16 bit (dùng chung
với bus dữ liệu)
 Tần số làm việc 2.5, 4,
6, 8 và 10MHz; 40 chân
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 23
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 1978, Intel cho ra
đời chip vi xử lý 8086:
 Độ dài từ xử lý: 16 bit
 Bus dữ liệu 16 bit, bus
địa chỉ 20 bit (dùng
chung với bus dữ liệu)
 Tần số làm việc 5-
10MHz, 40 chân
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 24
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 1982, Motorola cho
ra đời chip vi xử lý
MC68020:
 Độ dài từ xử lý: 32 bit
 Bus dữ liệu 32 bit, bus
địa chỉ 32 bit
 Tần số làm việc 16.67-
33.33 MHz
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 25
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 1982, Intel cho ra
đời chip vi xử lý 80286:
 Độ dài từ xử lý: 16 bit
 Bus dữ liệu 16 bit, bus
địa chỉ 24 bit (dùng
chung với bus dữ liệu)
 Bộ nhớ max: 16MB
 Tần số làm việc 6-
25MHz
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 26
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 1985, Intel cho ra
đời chip vi xử lý 80386:
 Độ dài từ xử lý: 32 bit
 Bus dữ liệu 32 bit, bus
địa chỉ 32 bit (dùng
chung với bus dữ liệu)
 Bộ nhớ max: 4GB
 Tần số làm việc 16-
33MHz
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 27
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 1989, Intel cho ra
đời chip vi xử lý 80486:
 Độ dài từ xử lý: 32 bit
 Bus dữ liệu 32 bit, bus
địa chỉ 32 bit (dùng
chung với bus dữ liệu)
 Bộ nhớ max: 4GB
 Tần số làm việc 25-
100MHz
 Tích hợp cache L1 8K
 Tích hợp đồng xử lý số
thực 80487.
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 28
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 1993, Intel cho ra
đời chip vi xử lý Pentium:
 Độ dài từ xử lý: 32 bit
 Bus dữ liệu 32 bit, bus
địa chỉ 32 bit (dùng
chung với bus dữ liệu)
 Bộ nhớ max: 4GB
 Tần số làm việc 60, 75,
90, 120MHz
 Tích hợp cache I-L1 8K
và D-L1 8K
 Hỗ trợ tập lệnh xử lý
multimedia MMX.
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 29
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 1997, Intel cho ra
đời chip vi xử lý Pentium
II:
 Tần số làm việc 233-
450MHz
 Tích hợp cache I-L1 16-
32K và D-L1 16-32K
 Tích hợp cache L2 256-
512K
 Sử dụng khe cắm kiểu
slot I.
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 30
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 1999, Intel cho ra
đời chip vi xử lý Pentium
III:
 Tần số làm việc
450MHz-1.4GHz
 Tích hợp cache L1, L2
 Giới thiệu tập lệnh SSE
(Streaming SIMD
Extensions)
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 31
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 2000, Intel cho ra đời chip vi xử lý Pentium IV:
 Tần số làm việc 1.5-3.8GHz, công nghệ 180-130nm
 Hỗ trợ các tập lệnh tiên tiến SSE, SSE2, SSE3
 Một số phiên bản mới nhất hỗ trợ công nghệ siêu phân
luồng và ảo hoá.
Pentium IV
socket 478
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 32
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
Pentium IV socket 775
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 33
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 2003, Intel cho ra đời
chip vi xử lý Pentium M:
 Công nghệ 130-90nm
 Tần số làm việc 900MHz-
2.26GHz
 Thiết kế dành riêng cho máy
xách tay
 Cache L1 32K, L2 đến 2MB
 Hỗ trợ các tập lệnh tiên tiến
MMX, SSE, SSE2
 Công nghệ quản lý nguồn
tiên tiến Intel Speedstep
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 34
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 2006, Intel cho ra đời
các chip vi xử lý dựa trên vi
kiến trúc Core và Core 2:
 Công nghệ 65nm
 Hỗ trợ các tập lệnh tiên tiến
MMX, SSE, SSE2, SSE3,
SSE4
 Cache lớn và thông minh
 Nhiều nhân/lõi
 Công nghệ tiết kiệm điện
năng Dynamic Power
Coordination và Enhanced
Intel Deeper Sleep
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 35
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Năm 2008, Intel cho ra đời vi
xử lý Atom:
 Công nghệ 45nm
 Vi kiến trúc Atom tối ưu hoá
cho các thiết bị có kích thước
nhỏ và tiêu thụ ít năng lượng
 Enhanced SpeedStep
Technology
 Deep Power Down
Technology with Dynamic
Cache Sizing
 Intel Virutalization
Technology
BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 36
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ VÀ HỆ VI XỬ LÝ
Lịch sử phát triển VXL
 Tháng 11.2008, Intel cho ra
đời vi xử lý dựa trên vi kiến
trúc Intel Core i7:
 Công nghệ 45nm
 Kiến trúc 64 bít
 Tích hợp 4 nhân, hỗ trợ 2
luồng ảo/nhân
 8MB Smart Cache L2
 Tần số làm việc: 1.6-3.47GHz