Tìm hiểu về Các Dòng CPU của INTEL

Pentium - (Năm 1993-1996. Tốc độ 60Mhz-200Mhz)
Là dòng các chip xử lý (CPU) 32-bit của hãng Intel. Pentium là loại CPU phổ biến nhất được dùng trong các máy tính cá nhân trên phạm vi toàn thế giới.

Bộ Xử lý Pentium được sản xuất lần đầu tiên vào năm 1993, thay thế cho bộ xử lý 486. Do vậy, Pentium khởi đầu như là bộ xử lý thế hệ thứ 5 của kiến trúc xử lý x86 của hãng Intel. Nhiều người trong chúng ta vẫn thường gọi CPU Pentium đời đầu tiên và máy tính sử dụng các CPU đó là CPU 586 hoặc máy tính 586. Pentium sử dụng các kênh truyền (internal bus) 64-bit thay vì 32-bit như CPU 386 và 486. Nó có các loại khác nhau hỗ trợ các kênh truyền hệ thống 50,60 và 66 Mhz; bao gồm từ 3.1 đến 3.3 triệu transistor (mạch bán dẫn); và được thiết kế trên công nghệ vi xử lý 0.6 - 0.35 micron. Dòng Pentium sử dụng công nghệ đóng gói PGA (Plastic Grid Array) và được gắn vào mainboard có khe gắn hình vuông gọi là Socket 7.

Pentium Pro - (Năm 1995-1997. Tốc độ 150MHz-200MHz)
Là một nhánh thuộc dòng CPU Pentium thông thường được sử dụng trong các máy tính cá nhân hoặc máy chủ cao cấp. Nó cho phép máy tính quản lý bộ nhớ từ 4GB-64GB. Pentium Pro có Cache L2 từ 512KB tới 1MB, kênh truyền hệ thống (system bus) là 60 hoặc 66Mhz, công nghệ vi xử lý 0.35 micron, bao gồm trên 5.5 triệu transistor (mạch bán dẫn) và sử dụng công nghệ đóng gói PGA (xem giải thích về một số công nghệ đóng gói ở phần Mainboard), được gắn vào mainboard có khe gắn hình vuông gọi là Socket 8.



Pentium MMX - (Năm 1997-1999. Tốc độ 233MHz -300MHz)

Thuộc dòng CPU Pentium nhưng được thiết kế thêm các lệnh hỗ trợ truyền thông đa phương tiện (multimedia) MMX, số lượng transistor là 4.5 triệu, sử dụng công nghệ đóng gói PGA và công nghệ vi xử lý 0.35 micron (các bộ xử lý mobile sử dụng 0.25 micron).



Pentium II - (Năm 1997-1999. Tốc độ 233 Mhz- 450Mhz)

Là dòng CPU kế tiếp sau Pentium Pro của hãng Intel. Pentium II có Code Name (Tên mã) là "Klamath" và trên thực tế là Pentium Pro với các lệnh Multimedia MMX bổ xung. Giới thiệu năm 1997 với các tốc độ 233 và 266Mhz, sử dụng System bus (Kênh truyền hệ thống) có tần số 66 hoặc 100 Mhz. Với Pentium II, Intel cũng giới thiệu công nghệ đóng gói SECC (Single Edge Contact/Connector Catridge)- Hộp (CPU) giao tiếp theo một cạnh- mà chúng ta thường gọi là SLOT1.

Pentium II sử dụng cho máy tính để bàn (desktop model) có 7.5 triệu transistor (mạch bán dẫn), Cache L2 512KB và đóng gói theo kiểu SECC.
Pentium II sử dụng cho máy tính xách tay (mobile model) có 27.4 triệu transistor, Cache L2 256KB và đóng gói theo kiểu BGA (Ball Grid Array) hoặc MMC (Mobile Mini Cartridge).



Pentium II Xeon - (Năm 1998-1999. Tốc độ 400Mhz - 450Mhz)

Là dòng Pentium II cao cấp chuyên được sử dụng cho các máy tính được dùng làm máy chủ cao cấp loại 2 hoặc 4 đường (2-way and 4-way server). Thông số kỹ thuật của Pentium II Xeon tương tự như của Pentium II nhưng Cache L2 có dung lượng 512 KB, 1 MB, 2MB và sử dụng system bus là 100Mhz.



Celeron - (Năm 1998-2002+. Tốc độ 266Mhz -1.8Ghz+)
Là dòng CPU giá thấp của Intel được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1998. Người ta thường gọi Celeron là dòng Pentium II "rẻ tiền". Các đời đầu tiên của Celeron (266 và 300Mhz) không có Cache L2 gắn ngoài nên không thể hiện được sức mạnh khi so sánh với các đời CPU Penrtium II bởi "tính chậm chạp, lờ đờ" của chúng và được xem là các đời sản phẩm "nháp".

Tuy nhiên các đời CPU Celeron kế tiếp đã được bổ xung Cache L2 128KB (vào năm 1999) cho phép Celeron chạy ổn định và hiệu quả hơn. Trong thực tế, việc tung ra số lượng lớn sản phẩm với dung lượng Cache L2 khác nhau nhằm thỏa mãn nhu cầu sử dụng của các đối tượng khách hàng khác nhau là mục tiêu của Hãng Intel (CPU có cache L2 càng nhỏ thì giá càng thấp).

Dòng Celeron "lai" Pentium III (Pentium III-based Celeron) sử dụng công nghệ Coppermine được giới thiệu năm 2000. Người ta còn gọi loại Celeron này là dòng Pentium III "rẻ tiền". Celeron sử dụng kênh truyền hệ thống (system bus) 66 Mhz -100Mhz (Tualatin), công nghệ đóng gói SEPP - PPGA - PPGA2 - BGA (Mobile Celeron CPU).

Hiện nay, Intel tiếp tục phát triển các dòng Celeron tương thích Pentium 4 trong khi chuẩn bị chấm dứt sản xuất các CPU Pentium iii. CPU Celeron mới nhất là Celeron 1.8Ghz sử dụng FC-PGA2 (478-pin), 400 Mhz system bus và có 256KB L2 cache.



Pentium III - (Năm 1999-2002+. Tốc độ 450Mhz - 1.4Ghz+)

Dòng CPU kế tục Pentium II của hãng Intel và được giới thiệu vào năm 1999 với tốc độ 450 và 500 Mhz. Pentium III có tên mã là Katmai. Kiến trúc của Pentium III tương tự như của Pentium II ngoại trừ việc nó có thêm bộ 70 lệnh hỗ trợ đồ họa, thường được gọi là SSE (Single SIMD Extensions). Đầu tiên Pentium III được thiết kế sử dụng công nghệ đóng gói kiểu SLOT 1 (SECC), kênh truyền hệ thống (system bus) là 100 Mhz và Cach L2 được xây dựng sẵn với dung lượng là 512KB. Tuy nhiên, sau này Intel cũng thiết kế các Pentium III đóng gói theo kiểu SECC2, FC-PGA và FC-PGA2 (Socket 370), kênh hệ thống 133 và Cache L2 là 256KB. Mobile Pentium iii (Pentium iii sử dụng cho máy tính xách tay) sử dụng công nghệ đóng gói BGA và Micro PGA.



Pentium III XEON - (Năm 1999-2001+. Tốc độ 500Mhz - 1.0Ghz+)

Tính năng tượng tự như Pentium III nhưng dung lượng Cache L2 đạt tới 2MB. Xeon sử dụng công nghệ đóng gói SECC2 và SC330. Penium III Xeon được sử dụng trong các máy chủ 2-đường đến 8-đường (2-way to 8-way server).



Pentium 4 - (Năm 2000-2002+ . Tốc độ 1.2 Ghz - 2.8 Ghz+)
Là dòng CPU mới nhất và mạnh nhất hiện nay của hãng Intel chuyên sử dụng cho các máy tính để bàn, các trạm làm việc trên mạng và các máy chủ cấp thấp. Intel phát triển Pentium 4 dựa trên công nghệ Vi kiến trúc Netburst (Netburst™ Microarchitecture) của mình. Bộ xử lý Pentium 4 được thiết kế cho các ứng dụng cao cấp như âm thanh, phim hoặc hình ảnh 3D trực tuyến (Internet audio, streaming video, and image processing), biên tập phim video, thiết kế kỹ thuật trên máy tính (CAD), trò chơi, truyền thông đa phương tiện (multimedia) và các môi trường người dùng đa nhiệm (multi-tasking user environment).



Netburst™

Là mô hình vi kiến trúc (micro architecture) của Intel. Nó cung cấp một số tính năng và công nghệ mới rất cao cấp như: công nghệ siêu ống (hyper-pipelined technology), kênh truyền hệ thống 400Mhz và 533 Mhz (400Mhz - 533Mhz system bus), Bộ nhớ nội cho phép truy cập lệnh thực thi (Execution Trace Cache) và Cơ chế thực thi lệnh nhanh chóng (Rapid Execution Engine). Một số công nghệ và tính năng tăng cường như: Bộ nhớ nội truy cập nhanh cao cấp (Advanced Transfer Cache), Đơn vị xử lý dấu chấm động và truyền thông đa phương tiện được cải tiến (enhanced floating point and multimedia unit) và Bộ lệnh hỗ trợ đồ họa và truyền thông đa phương tiện cấp 2 (Streaming SIMD SSE 2).

Khả năng cung cấp một số công nghệ mới và các tính năng được tăng cường trên đây dựa vào các tiến bộ mới nhất của Intel trong lĩnh vực thiết kế mạch, xử lý việc tiêu thụ năng lượng và các công cụ tính toán không thể thực hiện được ở các mô hình vi kiến trúc ở các thế hệ CPU trước.

Hyper-Pipelined Technology - Công nghệ Siêu ống

Là công nghệ mới được giới thiệu trong Vi kiến trúc Netburst™ của Intel. Nó tăng gấp đôi "độ sâu" của "ống" xử lý lệnh của CPU khi so sánh với mô hình Vi kiến trúc P6 được sử dụng ở các thế hệ CPU Pentium iii. Một trong các "ống" chính là ống Dự đoán phân nhánh / phục hồi (branch prediction / recovery pipeline) được thực hiện trong 20 giai đoạn (20 stages) trong vi kiến trúc Netburst, so với 10 giai đoạn trong vi kiến trúc P6. Công nghệ này làm tăng đáng kể khả năng hoạt động, tần số và khả năng phát triển mở rộng của bộ xử lý.

400Mhz - 533Mhz System Bus - Bus hệ thống lên đến 533Mhz của Pentium 4:
Bộ xử lý máy tính để bàn của Intel có thể cung cấp năng lực xử lý cao cấp nhất hiện nay với việc chuyển tải 4.2GB dữ liệu mỗi giây vào-ra bộ xử lý (4.2GB of data-per-second into and out). Với các CPU Pentium 4 sử dụng 400Mhz System bus, tốc độ truyền nhận dữ liệu vào-ra CPU là 3.2GB mỗi giây so với tốc độ tương ứng là 1.06GB/ Giây với thế hệ Pentium iii sử dụng kênh truyền hệ thống 133Mhz (133Mhz system bus).



Execution Trace Cache - Bộ nhớ truy cập nhanh các lệnh thực thi

Là bộ nhớ truy cập nhanh Cấp 1 (Level 1 Execution Trace Cache). Bên cạnh 8KB bộ nhớ truy cập nhanh dùng để chứa dữ liệu (data cache), Pentium 4 còn khả năng lưu trữ (với dung lượng lên tới 12K) các mã lệnh rất nhỏ đã được giải mã (decoded micro-ops) nhằm giúp tăng cường tốc độ thực thi lệnh của CPU.



Rapid Execution Engine - Cơ chế thực thi (lệnh) nhanh chóng
Điều này được thực hiện dựa trên hai Đơn vị Luận lý Số học (Arithmetic Logical Unit - ALU) được thiết kế bên trong Pentium 4. Nó cho phép Pentium 4 thực hiện các lệnh số học (cộng, trừ, nhân chia) và luận lý (Và-And, Hoặc-Or...) chính với tốc độ gấp 2 lần tần số xử lý cơ bản của bộ xử lý. Như vậy CPU Pentium 4 - 2.0Ghz (bus 400Mhz) có khả năng thực hiện các lệnh trên với tốc độ 4.0Ghz và CPU Pentium 4 - 2.53Ghz (bus 533Mhz) thực hiện với tốc độ 5.1Ghz.



Advanced Transfer Cache (ATC) - Bộ nhớ nội truy cập nhanh cao cấp

Là bộ nhớ nội cấp 2 (L2 Cache) được thiết kế bên trong Pentium 4. ATC có hai loại: 512 KB L2 ATC với các tốc độ CPU 2.8Ghz - 2.53Ghz - 2.40Ghz - 2.40(B)Ghz - 2.26Ghz - 2.20Ghz - 2.0(A)Ghz và 1.6(A)Ghz; 256 KB L2 ATC với các tốc độ từ 1.2Ghz - 2.0Ghz. ATC cung cấp kênh truyền có thông lượng rất cao (high data throughput channel) với "nhân CPU" (CPU core). ATC bao gồm một giao diện 256-bit (32 byte) để truyền dữ liệu trên mỗi đồng hồ nhân (core clock). Điều này cho phép ATC (L2 Cache) hỗ trợ tốc độ cao gấp 4 lần tốc độ truyền dữ liệu của L2 Cache sử dụng trong các CPU Pentium III.

Ví dụ:

CPU Pentium 4 - 2.53Ghz có tốc độ truyền dữ liệu lên tới 81GB/giây, so với tốc độ truyền dữ liệu 16GB/giây của Pentium III - 1.0 Ghz.



Enhanced Floating Point & Multimedia Unit - Đơn vị xử lý dấu chấm động và truyền thông đa phương tiện được cải tiến
Bộ xử lý Pentium 4 mở rộng các thanh ghi dấu chấm động (floating-point register) lên tới 128-bit và tạo thêm một thanh ghi mở rộng nhằm phục vụ việc di chuyển dữ liệu. Do vậy, khả năng xử lý các ứng dụng dấu chấm động (tính toán kết cấu, số liệu tài chính, số liệu khoa học…) và truyền thông đa phương tiện (dựng và xử lý phim video, xử lý hình ảnh đồ họa…) được tăng cường rất nhiều.


Streaming SIMD Extension 2 (SSE2) Instructions - Vui lòng xem mục SSE2 đã nói ở phần trước
Là tập lệnh hỗ trợ đồ họa mở rộng được thiết kế cho Pentium 4. Vi kiến trúc Netburst™ (Netburst™ Microarchitecture) mở rộng khả năng xử lý theo kiểu cấu trúc SIMD (Vui lòng xem mục SIMD đã đăng ở số trước) mà các công nghệ Intel® MMX™ và SSE bằng cách thêm vào 144 lệnh mới. Các lệnh này bao gồm các tác vụ số Nguyên SIMD 128-bit (128-bit SIMD integer arithmetic operations) và các tác vụ dấu chấm động với độ chính xác gấp đôi SIMD 128-bit (128-bit SIMD double-precision floating-point operations). Các lệnh mới này làm tối ưu hóa khả năng thực hịên các ứng dụng như phim video, xử lý âm thanh - hình ảnh, mã hóa, tài chính, thiết kế và nghiên cứu khoa học, kết nối mạng trực tuyến...