Đề tài Tìm hiểu và nghiên cứu CPU

Chương I GIỚI THIỆU VỀ CPU I/ KHÁI NIỆM CPU : CPU là từ viết tắt của cụm Central Processing Unit (Đơn Vị Xử Lý Trung Tâm), là một bộ phận tính toán chính của máy tính. Nó được cấu thành bởi đơn vị số học-lôgic (ALU) và đơn vị điều khiển. Ngày nay, CPU trong hầu hết các máy tính được chứa trọn vẹn trên một chip đơn.CPU, đồng hồ và bộ nhớ là những thành phần chính yếu tạo nên máy vi tính của bạn. Nhưng một hệ thống máy tính hoàn chỉnh cần đòi hỏi thêm các thành phần khác như: các đơn vị điều khiển, các thiết bị nhập, xuất và lưu trữ dữ liệu và một hệ điều hành. Chiếc máy tính mà bạn dùng để đọc trang thông tin của chúng tôi sử dụng một CPU và nó đang giúp bạn làm công việc này. CPU có thể được xem như "quả tim" của bất cứ một máy tính thông thường nào, dù nó là máy tính để bàn, máy chủ hay máy tính xách tay. CPU của bạn có thể là loại Pentium, K6, PowerPC, Sparc hay bất cứ một nhãn hiệu hay loại CPU nào, nhưng tất cả chúng đều thực hiện gần như cùng một thứ và với cách thức gần như nhau.Nếu như bạn đã từng tự hỏi không biết CPU trong máy tính của bạn đang làm gì, hoặc nếu bạn quan tâm về sự khác biệt giữa các loại CPU, thông tin mà chúng tôi cung cấp sẽ giúp bạn tìm hiểu xem làm sao mà các kỹ thuật luận lý số vô cùng đơn giản lại cho phép máy tính làm rất nhiều việc, từ chơi game, soạn văn bản cho đến việc đọc thư điện tử hay nghe nhạc, xem phim... II/GIỚI THIỆU VỀ CPU INTEL SƠ LƯỢC VỀ TẬP ĐOÀN INTEL: Tập đoàn Intel (Integrated Electronics) thành lập vào ngày 18/7/1968, lúc đó là tập đoàn hợp nhất về thiết bị điện tử, sản xuất ờ Santa Clara, (California, USA) bởi nhà hoá học kiêm vật lí học Gordon E.Moore và Robert Noyce, sau khi họ đã rời khỏi công ty Fairchild Semiconductor. 2. CÁC DÒNG CPU DESKTOP CỦA INTEL: 2.1Pentium 3: Pentium III Katmai: : tốc độ: 600 MHz ,FSB:100 MHz, 32KB cache l1, 512KB cache l2,socket 242(slot 1) ,sản xuất trên công nghệ: 0,25µm ,công xuất tiêu thụ 34.5w. Pentium III XEON :ra đời năm 1999,tốc độ: 600MHz, FSB:133MHz,32KB cache l1,256 KB cache l2,socket SC330(slot2),công nghệ sản xuất 0.18µm,công xuất tiêu thụ 19.2w. Pentium 4: Pentium IV : ra đời năm 2000 :tốc độ 2.6GHz, FSB :800MHz,20KB cache l1,512KB cache l2, socket 478,công nghệ sản xuất 90nm,công xuất tiêu thụ 89w. 2.3 Pentium D: Pentium D:tốc độ: 3.0GHz,FSB:800MHz,4MB cache L2,socket 775,công nghệ sản xuất 65nm,công xuất tiêu thụ 95w. Dual Core : Dual Core E6500: 2 nhân xử lí,tốc độ 2.93GHz,FSB 1066,2MB cache l2,socket 775,sản xuất trên công nghệ 45nm,công xuất tiêu thụ 65w. 2.5 Core 2 Duo: Core 2 Duo T7300: có 2 nhân xử lý,tốc độ 2.0GHz,FSB :800MHz,4MB cache l2,socket 775,sản xuất trên công nghệ 65nm,công xuất tiêu thụ 35w Core 2 Quad: Core 2 Quad Q6600: có 4 nhân xử lý,tốc độ 2.4GHz,FSB 1066MHz,8MB cache l2,socket 775,công xuất tiêu thụ ,sản xuất trên công nghệ 65nm. Core i3 : Core i3 530:tốc độ 2.93GHz,FSB:2.5GT/s ,4MB cache L2,socket 1156,công xuất tiêu thụ 73w,sản xuất trên công nghệ 32nm. Core i5: Core i5 750: ra đời năm 2009, có 4 nhân ,tốc độ 3.2GHz,FSB: 2.5GT/s,8MB cache,socket 1156,công nghệ sản xuất :45nm, công xuất tiêu thụ 95w. 2.9 Core i7: Core i7 920: có 4 nhân,tốc độ 2.93GHz,FSB:4.5 GT/s,8MB cache,socket 1156,công nghệ sản xuất 45nm,công xuất tiêu thụ 130w 3. CÁC DÒNG CPU LAPTOP CỦA INTEL: 3.1 Pentium 3: Intel - Pentium III Mobile :tốc độ: 800MHz ,FSB: 100Mhz ,32KB cache L1,256KB cache l2,socket 370, công nghệ sản xuất: 0.13µm,công xuất tiêu thụ 0.95v. Pentium 4: Intel Mobile Pentium 4 M 518 tốc độ: 2.80GHz ,1MB Cache l2 ,FSB:533MHz ,Socket 478 , công nghệ sản xuất: 90nm ,công xuất tiêu thụ 88w. Dual Core: Intel Pentium Dual-Core Mobile Processor T2130: ra đời năm 2007,tốc độ:1.86Ghz,FSB: 533MHz ,1MB cache l2, Công nghệ sản xuất: 65nm ,công xuất tiêu thụ 31w. Core 2 Duo : Intel Core 2 Duo T7300 ra đời năm 2007,2 nhân,tốc độ: 2.00GHz, FSB:800MHz,Socket P,4MB cache l2,công nghệ sản xuất: 65nm,công xuất tiêu thụ 35w. 3.5 Core 2 Quad : Core 2 quad Q9000:ra đời năm 2009,4 nhân,tốc độ: 2.0GHz,FSB:1066MHz,socket,6MB cache ,công nghệ sản xuất 45nm,công xuất tiêu thụ 45w 3.6 Core 2 solo : Core™2 Solo Processor ULV SU3500, 1.4 Ghz, 3 MB, L2 Cache, Mobile Intel GS45 Express Chip(ICH 9), 1066 Mhz, 2 GB, DDR III RAM, 1066 MHz, Intel Graphics Media Accelerator 4500MHD, 512 MB, Core i3 : Core i3 330:ra đời 01/2010,2 nhân,tốc độ 2.13GHz,FSB:2.5GT/s,3MB cache,socket,công nghệ sản xuất 32nm,công xuất tiêu thụ 35w. Core i5 : Core i5 430M:ra đời quý 1 năm 2010,2 nhân ,tốc độ:2.5GHz,FSB 2.5Gt/s,3MB cache,socket M,công nghệ sản xuất 32nm,công xuất tiêu thụ 35w. Core i7 : Core i7 -72QM:ra đời năm 2009,4 nhân,tốc độ:2.8GHz,FSB:2.5GT/s,6MB cache,socket,công nghệ sản xuất 45nm,công xuất tiêu thụ 45w. III/ GIỚI THIỆU VỀ CPU AMD : 1. SƠ LƯỢC VỀ TẬP ĐOÀN AMD: AMD - Advanced Micro Devices ; Inc - (California, USA): là một công ty chuyên về sản xuất các chất bán dẫn Hoa Kì. Công ty có đại bản doanh ở Sunnyvale - California này được thành lập năm 1969 do Jerry Sanders và nhóm nhân viên cũ của Fairchild Semiconductor sáng lập, bao gồm Jerry Sanders, Ed Turney, John Carey, Sven Simonsen, Jack Gifford và ba thành viên của Gifford's team là Frank Botte, Jim Giles, và Larry Stenger. Hiện nay chủ tịch hội đồng quản trị và là tổng giám đốc là Tiến sĩ Hector Ruiz, chủ tịch tập đoàn và là giám đốc điều hành là ngài Dirk Meyer.  Nhà sản xuất các thiết bị bán dẫn nổi tiếng như các CPU tương thích dòng x86 (x86 compatible CPU), các bộ xử lý nhúng (embedded processor), các bộ nhớ truy cập nhanh (flash memory), các thiết bị lập trình logic và các thiết bị mạng. AMD là công ty đầu tiên sản xuất các bộ xử lý tương thích 386 và 486 vào các năm 1991, 1993 và là đối thủ cạnh tranh trực tiếp của hãng Intel cho đến ngày nay với các bộ vi xử lý công nghệ mới. AMD bắt cháy các sản phẩm và công nghệ thế hệ kế tiếp của máy tính với các giải pháp an toàn, sức mạnh, độ tin cậy và sự nhanh nhẹn. Enjoy a better experience gaming, cloud computing or editing home videos with the best AMD product for you. Thưởng thức một kinh nghiệm tốt hơn chơi game, điện toán đám mây hoặc chỉnh sửa video gia đình với sản phẩm AMD tốt nhất cho bạn. 2. CÁC DÒNG CPU DESKTOP CỦA AMD: AMD Athlon™ II X2 : AMD Athlon™ II X2 550 3.1GHZ,fsb 4000MHZ ,2x512 cache l2,6MB cache l3,socket AM3, công xuất tiêu thụ 80w,sản xuất theo công nghệ 45nm AMD Athlon II X3 : AMD Athlon II X3 425 2.7GHz,FSB 2000MHz,512mb cache l2,socket am3+/am3,công xuất tiêu thụ 95w,sản xuất theo công nghệ 45nm AMD Athlon™ II X4 : AMD Athlon™ II X4 620 2.6GHz,FSB 4000MHz,2MB cache l2,socket am3,công xuất tiêu thụ 95w,sản xuất theo công nghệ 45nm AMD Phenom™ II X2 : AMD Phenom™ II X2 240 2.80GHz,FSB 4000MHz,2x1mb cache l2 socket am3 ,công xuất tiêu thụ 65w,sản xuất theo công nghệ 45nm AMD Phenom™ II X3 : AMD Phenom™ II X3 710 2.6GHz,FSB 4000MHz,3x512kb cache l2,6mb cache l3,tiêu thụ điện năng 95w,socket am3,công nghệ sản xuất 45nm AMD Phenom™ II X4 : AMD Phenom™ II X4 945 3.0GHz,FSB 4000 MHz,2mb cache l2,6mb cache l3,socket AM3 ,công xuất tiêu thụ 125w,công nghệ sản xuất 45nm Athlon™ X2 Dual-Core : Athlon™ X2 Dual-Core 250,3.0GHz,FSB 4000MHz,2mb cache l2,socket am3,công xuất tiêu thụ 65w,công nghệ sản xuất 45nm AMD Sempron™ LE: AMD Sempron™ LE-1250 ,2.2GHz,FSB 800MHz,512KB cache l2, socket am2,công xuất tiêu thụ 45w,sản xuất theo công nghệ 65nm. 3 CÁC DÒNG CPU LAPTOP CỦA AMD: AMD Turion™ 64 X2 Mobile : AMD Turion™ 64 X2 Mobile Technology TL-58 :1.9 GHz , 2x128KB cache l1,512 x2KB cache l2,socket s1,sản xuất theo công nghệ 65nm,công xuất tiêu thụ 95w. Athlon neo X2 : Athlon neo X2 L510:1600MHz,1MB cache l2,FSB:800MHz,socket ASB1,sản xuất theo công nghệ,công xuất tiêu thụ 18w. IV Bảng Giới Thiệu: 1.Bảng giới thiệu sản phẩm đại diện của Intel : STT Các dòng CPU destop Các dòng CPU laptop 1 1.1 Intel Pentium III Katmai 1.2 Intel Pentium III XEON 1.1Intel - Pentium III Mobile Processor T2130 2 2.1 Intel Pentium IV 2.2 Intel Pentium D 2.1 Intel Mobile Pentium 4 M 518 3 3.1 Intel Dual Core E6500 3.1 Intel Pentium Dual-Core Mobile Processor T2130 4 4.1 Core™2 Solo Processor ULV SU3500 5 5.1 Intel Core 2 Duo T7300 5.1 Intel Core 2 Duo T7300 6 6.1 Intel Core 2 Quad Q6600 6.1 Intel Core 2 quad Q9000 7 7.1 Intel Core i3 530 7.1 Intel Core i3 330 8 8.1 Intel Core i5 750 8.1 Intel Core i5 430M 9 9.1 Intel Core i7 920 9.1 Intel Core i7 -72QM 2. Bảng giới thiệu sản phẩm đại diện của AMD : STT Các dòng CPU destop Các dòng CPU laptop 1 1.1AMD Athlon™ II X2 550 2 2.1 AMD Athlon II X3 425 3 3.1 AMD Athlon™ II X4 620 4 4.1 AMD Phenom™ II X2 240 5 5.1 AMD Phenom™ II X3 710 6 6.1 AMD Phenom™ II X4 945 7 7.1 AMD Athlon™ X2 Dual-Core 250 8 8.1 AMD Sempron™ LE-1250 9 9.1 AMD Turion™ 64 X2 Mobile Technology TL-58 10 10.1 AMD Athlon neo X2 L510 CHƯƠNG II: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CPU: I/ ĐẶC TRƯNG CỦA CPU 1/ Tốc độ làm việc: Tốc độ xử lý của CPU được quyết định bởi các yếu tố :- Độ rộng Bus dữ liệu và Bus địa chỉ ( Data Bus và Add Bus ) - Tốc độ xử lý và tốc độ Bus ( tốc độ dữ liệu ra vào chân ) còn gọi là FSB - Dung lượng bộ nhớ đệm Cache (Ngoài ra ngày nay tốc độ của CPU còn phụ thuộc vào số lượng nhân của CPU - thật ra mỗi nhân được xem như 1 CPU)Độ rộng của bus dữ liệu và bus địa chỉ (data bus and address bus) :- Độ rộng Bus dữ liệu là nói tới số lượng đường truyền dữ liệu bên trong và bên ngoài CPU - Như ví dụ hình dưới đây thì CPU có 12 đường truyền dữ liệu ( ta gọi độ rộng Data Bus là 12 bit )Minh họa bên trong CPU có 12 đường truyền dữ liệu gọi là Data Bus có 12 bitTương tự như vậy thì độ rộng Bus địa chỉ ( Add Bus ) cũng là số đường dây truyền các thông tin về địa chỉ . Địa chỉ ở đây có thể là các địa chỉ của bộ nhớ RAM, địa chỉ các cổng vào ra và các thiết bị ngoại vi v v .. để có thể gửi hoặc nhận dữ liệu từ các thiết bị này thì CPU phải có địa chỉ của nó và địa chỉ này được truyền đi qua các Bus địa chỉ. Giả sử : Nếu số đường địa chỉ là 8 đường thì CPU sẽ quản lý được 28 = 256 địa chỉ Hiện nay trong các CPU Pentium 4 có 64 bít địa chỉ và như vậy chúng quản lý được 264 địa chỉ nhớ. Ngoài ra còn có nhiều công nghệ làm tăng tốc độ xử lý của CPU. Ví dụ công nghệ Core hay Nehalem. 2/ Tốc độ xử lý và tốc độ Bus của CPU :Tốc độ xử lý của CPU ( Speed ) : - Là tốc độ chạy bên trong của CPU, tốc độ này được tính MHz hoặc GHz - Thí dụ một CPU Pentium 3 có tốc độ 800MHz tức là nó dao động ở tần số 800.000.000 Hz , CPU pentium 4 có tốc độ 2,4GHz tức là nó dao động ở tần số 2.400.000.000 Hz 3/ Tốc độ Bus của CPU ( FSB ) : - Là tốc độ dữ liệu ra vào các chân của CPU - còn gọi là Bus phía trước : Front Site Bus ( FSB ) Thông thường tốc độ xử lý của CPU thường nhanh gấp nhiều lần tốc độ Bus của nó, dưới đây là thí dụ minh hoạ về hai tốc độ này : Minh họa về tốc độ xử lý (CPU speed) và tốc độ Bus (FSB) của CPU 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 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 mới nhất là 32nm. Hiện nay CPU phổ biến là Duo-Core (2 nhân), Quad-Core (4 nhân). Quý 2 năm 2010 Intel và AMD ra mắt CPU Six-Core (6 nhân). 4/ Đơn vị giao tiếp (BUS): a. Hàng đợi lệnh (Instruction Queue) Trong khi EU đang giải mã hay thi hành một lệnh không cần sử dụng các hệ thống BUS, BIU sẽ đưa vào sáu bytes lệnh tiếp theo. BIU chứa các byte này trong một thanh ghi FIFO (First - In - First - Out) gọi là hàng đợi. Khi EU đã sẵn sàng cho lệnh tiếp theo, nó sẽ chỉ cần đọc các byte lệnh trong hàng đợi của BIU. Việc này làm tăng tốc độ của hệ thống, và kỹ thuật này được gọi là pipelining. b. Các thanh ghi đoạn (Segment Register) Gồm bốn thanh ghi CS, DS, ES, SS, dùng để chứa địa chỉ đoạn. Bộ nhớ trong 1MB của CPU 8088 được chia thành các đoạn, mỗi đoạn chứa tối đa 64 KB, ở mỗi thời điểm CPU chỉ có thể truy xuất tối đa 4 đoạn được xác định bởi 4 thanh ghi CS, DS, ES và SS. Cụ thể: Thanh ghi CS (Code Segment): dùng để chứa địa chỉ đoạn của đoạn chứa mã lệnh. Thanh ghi DS (Data Segment): dùng để chứa địa chỉ đoạn của đoạn chứa dữ liệu. Thanh ghi ES (Extra Segment): dùng để chứa địa chỉ đoạn của đoạn chứa dữ liệu bổ sung. Thanh ghi đoạn SS (Stack Segment): dùng để chứa địa chỉ đoạn của đoạn chứa Stack. c. Con trỏ lệnh IP (Instruction Pointer) Dùng để xác định địa chỉ offset của ô nhớ chứa mã lệnh của lệnh kế tiếp sẽ được CPU thi hành (ô nhớ này nằm trong đoạn được xác định bởi thanh ghi CS). Khi CPU thực hiện một lệnh, thanh ghi IP sẽ tự động thay đổi để chỉ đến địa chỉ offset của ô nhớ chứa lệnh sẽ được CPU thi hành kế tiếp. 5/ BUS địa chỉ (Address BUS): BUS địa chỉ là dụng cụ để CPU có thể xác định và nhận ra vị trí của các thiết bị trong hệ thống. Các thiết bị này có thể là các ô nhớ, các cổng giao tiếp. Số lượng đường dây trên BUS địa chỉ phụ thuộc vào từng loại VXL, có thể là 16, 20 hay nhiều hơn. Với bộ VXL 8086/8088 thì BUS địa chỉ có 20 đường dây ký hiệu từ A0 -> A19 , như vậy có 220 vị trí địa chỉ có thể phân biệt được. 6/ BUS dữ liệu (Data BUS): BUS dữ liệu (Data BUS) dùng để chuyển thông tin (gồm cả dữ liệu và lệnh) giữa bộ VXL với các thiết bị khác trong hệ thống. Quá trình chuyển thông tin từ bộ VXL đến các thiết bị khác trong hệ thống (có thể là bộ nhớ hay các thiết bị ngoại vi) được gọi là thao tác ghi (Write Operation), ngược lại quá trình nhận số liệu vào bộ VXL từ các thiết bị ngoại vi được gọi là thao tác đọc (Read Operation). Như vậy BUS dữ liệu vừa phải thu và phát thông tin nên nó là BUS hai chiều (Bidirectional BUS). Tất nhiên không thể thu phát đồng thời cùng một lúc được. Bộ VXL Intel 8088 có điểm khác nhau quan trọng với 8086 là nó chỉ có BUS dữ liệu 8 bít thay vì 16 bít. Ðặc biệt trong họ VXL Intel (80X86), đều sử dụng kỹthuật Multiplex các đường dây của BUS địa chỉ và dữ liệu. Cụ thể đó là quá trình dùng chung các đường dây (các chân ra) nhưng lúc thì làm việc này, lúc thì làm việc khác, tức là thực hiện các công việc khác nhau trong các thời gian khác nhau. Khi đóng vai trò BUS dữ liệu các đường dây sẽ truyền thông tin cho các thiết bị của hệ thống, ngược lại khi đóng vai trò BUS địa chỉ, cũng chính các đường dây này được dùng để gửi ra các tín hiệu địa chỉ. 7/ BUS điều khiển (Control BUS): BUS điều khiển (Control BUS) là tập hợp các đường dây điều khiển dùng để điều khiển các tác vụ của hệ thống. BUS điều khiển có từ 4 đến 10 đường tín hiệu, được sinh ra từ CPU, các tín hiệu điều khiển điển hình là: MEMR (MEMory Read), MEMW (MEMory Write), IOR (I/O Read) và IOW (I/O Write). Ví dụ: khi muốn đọc một byte từ một vùng nhớ, CPU trước hết gửi địa chỉ vùng nhớ đó ra BUS địa chỉ, sau đó đưa ra tín hiệu Memory Read ra BUS dữ liệu. Tín hiệu Memory Read sẽ kích hoạt thiết bị nhớ để thiết bị này gửi số liệu ra BUS dữ liệu. Số liệu này theo BUS dữ liệu về CPU. Định thời chu kỳ bus Mỗi chu kỳ bus bắt đầu bằng việc xuất địa chỉ bộ nhớ hoặc I/O port (chu kỳ xung nhịp T1). Với 8086 thì địa chỉ này có thể là địa chỉ bộ nhớ 20 bit, địa chỉ I/O gián tiếp 16 bit (thanh ghi DX) hay địa chỉ I/O trực tiếp 8 bit. Bus điều khiển có 4 tín hiệu tác động mức thấp là MEMR, MEMW, IOR và IOW. Các chuỗi sự kiện xảy ra trong một chu kỳ bus đọc bộ nhớ: T1: CPU xuất địa chỉ bộ nhớ. Các đường dữ liệu không hoạt động và các đường điều khiển bị cấm T2: Đường điều khiển MEMR xuống mức thấp. Đơn vị bộ nhớ ghi nhận chu kỳ bus này là quá trình đọc bộ nhớ và đặt byte hay word có địa chỉ đó lên bus dữ liệu. T3: CPU đặt cấu hình để các đường bus dữ liệu là nhập. Trạng thái này chủ yếu để bộ nhớ có thời gian tìm kiếm byte hay word dữ liệu T4: CPU đợi dữ liệu trên bus dữ liệu. Do đó, nó thực hiện chốt bus dữ liệu và giải phóng các đường điều khiển đọc bộ nhớ. Quá trình này sẽ kết thúc chu kỳ bus. Trong một chu kỳ bus, CPU có thể thực hiện đọc I/O, ghi I/O, đọc bộ nhớ hay ghi bộ nhớ. Các đường bus địa chỉ và bus điều khiển dùng để xác định địa chỉ bộ nhớ hay I/O và hướng truyền dữ liệu trên bus dữ liệu. Chú ý rằng CPU điều khiển tất cả các quá trình trên nên bộ nhớ bắt buộc phải cung cấp được dữ liệu vào lúc MEMR lên mức cao trong trạng thái T4. Nếu không, CPU sẽ đọc dữ liệu ngẫu nhiên không mong muốn trên bus dữ liệu. Để giải quyết vấn đề này, ta có thể dùng thêm các trạng thái chờ (wait state). 8/ Kiến trúc nội: CPU có khả năng thực hiện các tác vụ dữ liệu theo tập lệnh bên trong. Một lệnhđược ghi nhận bằng mã đã được định nghĩa trước, gọi là mã lệnh (opcode). Trước khithực thi một lệnh, CPU phải nhận được mã lệnh từ bộ nhớ chương trình của nó. Quátrình xử lý này gọi là chu kỳ nhận lệnh (fetch cycle). Một khi các mã được nhận vàđược giải mã thì mạch bên trong CPU có thể tiến hành thực thi (execute) mã lệnh. BIU (Bus Interface Unit – đơn vị giao tiếp bus) nhận các mã lệnh từ bộ nhớ và đặt chúng vào hàng chờ lệnh. EU (Execute Unit – đơn vị thực thi) sẽ giải mã và thựchiện các lệnh trong hàng. Chú ý rằng các đơn vị EU và BIU làm việc độc lập vớinhaunên BIU có khả năng đang nhận một lệnh mới trong khi EU dang thực thi lệnh trướcđó. Khi EU đã thực hiện xong lệnh, nó sẽ lấy mã lệnh kế tiếp trong hàng lệnh(instruction queue). 9/ Bộ nhớ đệm Cache Thời L2 Cache còn phải nằm trên mainboard .Khi nghe giới thiệu về CPU, bạn ắt biết tới các thuật ngữ L1 Cache, L2 Cache, L3 Cache. Cache (đọc là kets, hay còn gọi là cạc) là tên gọi của bộ nhớ đệm – nơi lưu trữ các dữ liệu nằm chờ các ứng dụng hay phần cứng xử lý. Mục đích của nó là để tăng tốc độ xử lý (có sẵn xài liền không cần tốn thời gian đi lùng sục tìm kéo về). Nói một cách bài bản, cache là một cơ chế lưu trữ tốc độ cao đặc biệt. Nó có thể là một vùng lưu trữ của bộ nhớ chính hay một thiết bị lưu trữ tốc độ cao độc lập. Có hai dạng lưu trữ cache được dùng phổ biến trong máy tính cá nhân là memory caching (bộ nhớ cache hay bộ nhớ truy xuất nhanh) và disk caching (bộ nhớ đệm đĩa).a/ Memory cache: Đây là một khu vực bộ nhớ được tạo bằng bộ nhớ tĩnh (SRAM) có tốc độ cao nhưng đắt tiền thay vì bộ nhớ động (DRAM) có tốc độ thấp hơn và rẻ hơn, được dùng cho bộ nhớ chính. Cơ chế lưu trữ bộ nhớ cahce này rất có hiệu quả. Bởi lẽ, hầu hết các chương trình thực tế truy xuất lặp đi lặp lại cùng một dữ liệu hay các lệnh y chang nhau. Nhờ lưu trữ các thông tin này trong SRAM, máy tính sẽ khỏi phải truy xuất vào DRAM vốn chậm chạp hơn.Một số bộ nhớ cache được tích hợp vào trong kiến trúc của các bộ vi xử lý. Chẳng hạn, CPU Intel đời 80486 có bộ nhớ cache 8 KB, trong khi lên đời Pentium là 16 KB. Các bộ nhớ cache nội (internal cache) như thế gọi là Level 1 (L1) Cache (bộ nhớ đệm cấp 1). Các máy tính hiện đại hơn thì có thêm bộ nhớ cache ngoại (external cache) gọi là Level 2 (L2) Cache (bộ nhớ đệm cấp 2). Các cache này nằm giữa CPU và bộ nhớ hệ thống DRAM. Sau này, do nhu cầu xử lý nặng hơn và với tốc độ nhanh hơn, các máy chủ (server), máy trạm (workstation) và mới đây là CPU Pentium 4 Extreme Edition được tăng cường thêm bộ nhớ đệm L3 Cache.CPU Slot 1 dạng cartridge với L2 Cache nằm cạnh nhân CPU.  b/ Disk cache: Bộ nhớ đệm đĩa cũng hoạt động cùng nguyên tắc với bộ nhớ cache, nhưng thay vì dùng SRAM tốc độ cao, nó lại sử dụng ngay bộ nhớ chính. Các dữ liệu được truy xuất gần đây nhất từ đĩa cứng sẽ được lưu trữ trong một buffer (phần đệm) của bộ nhớ. Khi chương trình nào cần truy xuất dữ liệu từ ổ đĩa, nó sẽ kiểm tra trước tiên trong bộ nhớ đệm đĩa xem dữ liệu mình cần đang có sẵn không. Cơ chế bộ nhớ đệm đĩa này có công dụng cải thiện một cách đáng ngạc nhiên sức mạnh và tốc độ của hệ thống. Bởi lẽ