PCWorld VN 7/99

    Sự bùng nổ các chủng loại máy tính trên thị trường khiến nhiều người thực sự bối rối. Băn khoăn đầu tiên của họ là CPU (Central Processing Unit - bộ xử lý trung tâm): Cho dù Intel chiếm phần lớn thị phần máy PC, nhưng AMD (Advanced Micro Devices) cũng không phải là không có chỗ đứng. Ngoài ra, một số nhà sản xuất khác cũng vẫn nỗ lực đưa ra các loại CPU khác nhau. Tất cả đều mong muốn thị phần của mình sẽ ngày một lớn hơn.

    Kết quả của sự cạnh tranh ngày càng gay gắt này là có rất nhiều loại CPU ra đời. Giá máy tính cấp thấp rớt xuống dưới 1000 USD, còn loại cao cấp tuy có đắt hơn nhưng chip lại rất mạnh, có thể đáp ứng mọi nhu cầu của người dùng. Giữa hai "đẳng cấp" chip nói trên còn tồn tại một "đẳng cấp" trung gian. Mỗi loại chip đều ẩn chứa những bí mật riêng về tính năng, tên mã nhà sản xuất, chuẩn, cũng như các thuật ngữ máy tính chung khác. Câu trả lời cho những vấn đề thường gặp đó sẽ giúp bạn tháo gỡ vướng mắc và hiểu được chặng đường phát triển của chip.

    CPU trong máy tính của bạn là một chip, tức là mạch tích hợp điện tử thu nhỏ, chịu trách nhiệm trực tiếp hay gián tiếp về mọi hoạt động của máy tính. CPU là đầu não điều khiển máy tính từ lúc khởi động cho đến khi tắt máy.

    Các quảng cáo cho máy PC đều đề cập tới thông số megahertz. Vậy megahertz là gì?

    Thông số megahertz đặc trưng cho tốc độ hoạt động của CPU. Nói một cách nôm na, thông số này đo "nhịp tim" của chip. Con số đứng trước megahertz chỉ ra có bao nhiêu triệu nhịp đập diễn ra trong một giây. Ví dụ, chip 400MHz đập 400 triệu nhịp/giây, gấp đôi số lần của chip 200MHz.

    Để có cái nhìn khái quát trước khi đi sâu vào các khái niệm, bạn hãy tham khảo phần từ điển thuật ngữ "Những thuật ngữ căn bản" trong bài này. Một số nguồn trực tuyến, như Webopedia, The PC Guide hay Tom' s Hardware Guide, cũng cung cấp định nghĩa về các thuật ngữ máy tính cơ bản.

    Trên thị trường hiện nay, CPU của Intel bán chạy nhất, trong đó chủ đạo là dòng Pentium. Vậy có bao nhiêu loại chip Pentium và chúng khác nhau như thế nào?

    Cho đến nay, Intel đã đưa ra bốn thế hệ Pentium. Đầu tiên là Pentium thế hệ thứ nhất, bộ xử lý 32 bit, nghĩa là nó xử lý được 32 bit dữ liệu đồng thời. Với số lượng transitor nhiều hơn gấp ba so với thế hệ CPU trước đó - chip 486 - Pentium bắt đầu sự nghiệp vào năm 1993 ở tốc độ dưới 100MHz.

    Ra đời sau Pentium là Pentium Pro và Pentium II. Cho dù đều là chip 32 bit và cùng có tên Pentium nhưng Intel đã quan tâm cải tiến để chúng xứng đáng là những chip thế hệ thứ sáu. Nhằm đáp ứng yêu cầu sử dụng trên các server, Pentium Pro có hai vùng lưu trữ dữ liệu (thường gọi là cache) L1 và L2. Việc thêm cache phụ L2 vào CPU tuy có làm tăng giá thành của chip nhưng đã đem lại khả năng truyền thông tin với tốc độ của CPU.

Để có thông tin về kết quả thử nghiệm CPU của Intel, AMD và các nhà chế tạo khác, hãy thăm Web site của Tom' s Hardware Guide tại www.tomshardware.com.

    Một trong những điểm mới của Pentium II là thiết kế Slot 1, nghĩa là CPU được tổ chức trên một bo mạch con để cắm vào bo mạch mẹ (motherboard) qua khe cắm dài và mảnh. Cache L2 cũng thuộc bo mạch con nói trên nhưng không được tích hợp vào CPU. Thiết kế này có một vài thuận lợi: rẻ hơn thiết kế của Pentium Pro, cho phép Intel tăng kích thước cache L2, đồng thời tăng tốc độ của cache L2 lên bằng 1/2 tốc độ CPU. Theo thời gian, tốc độ của Pentium II tăng từ 233MHz lên 450MHz và nhờ đó, tốc độ của cache L2 cũng tăng theo.

    Bước cuối cùng trong nấc thang tăng trưởng của Pentium là sự ra đời của chip thế hệ thứ bảy - Pentium III.

    Theo Intel, chip Pentium III có nhiều cải tiến nhưng chủ yếu tập trung vào khả năng xử lý ảnh ba chiều, nhận dạng tiếng nói, chất lượng phát video (đạt tốc độ 30 khung hình/giây) và tốc độ truy cập Internet. Tuy nhiên, những hứa hẹn này cần phải có thời gian kiểm chứng. Hai vật cản lớn trên con đường phát triển của Intel là: sự cần thiết có các phần mềm mới và tốc độ kết nối Internet của người dùng.

    Intel đã bổ sung 70 lệnh mới vào tập lệnh của Pentium III. Do một lệnh đơn trong tập lệnh có thể xử lý đồng thời một số mục dữ liệu, nên Intel gọi là SSE (Streaming Single Instruction, Multiple Data [SIMD] Extension). Khi các nhà phát triển phần mềm viết chương trình multimedia, những lệnh này sẽ góp phần cải thiện việc xử lý ảnh, phát video và nhận dạng tiếng nói.

    Những điều kiện khách quan cũng có thể hạn chế khả năng của Pentium III trong truy cập Internet. Theo lý thuyết, Pentium III hiển thị ảnh ba chiều thật hơn, chiếu video tốt hơn, tuy nhiên người sử dụng chỉ có được các lợi thế này khi kết nối trực tiếp Internet với tốc độ truyền dữ liệu ít nhất là 1,5 Mb. Một modem thông thường tốc độ 56,6 Kb/s nối qua đường điện thoại sẽ khó tận dụng được ưu thế của Pentium III.

    Các hệ thống Pentium III đầu tiên trên thị trường được trang bị 512K cache L2, bus hệ thống 100MHz và tốc độ CPU là 450 hay 500MHz. Pentium III 550MHz được đưa ra vào quí II năm 1999.

    Celeron thuộc vào lớp con của Pentium II. Chúng cũng mắc phải những vấn đề lịch sử. Intel giới thiệu chip Celeron với mục đích hình thành thị trường PC giá rẻ (dưới 1000 USD). Công ty đã hạ giá chip bằng cách bỏ qua cache L2, do vậy tốc độ chip này còn thấp hơn cả Pentium MMX 233MHz. Các nhà sản xuất, giới báo chí và người tiêu dùng đều đánh giá thấp loại chip này.

    Intel đã xem xét lại Celeron, cải tiến nó thành Celeron II và bổ sung 128K cache L2. Kết quả là hiệu năng của CPU tăng đáng kể do cache L2 có tốc độ bằng tốc độ CPU. Các thử nghiệm cho thấy, chip Celeron 300MHz với cache L2 128K chạy ngang với chip Pentium II có 512K cache L2 gắn riêng.

    Tiếp tục, Intel cho ra đời những chip Celeron có tốc độ ngày càng cao, từ 300MHz lên 333MHz, 366MHz, 400MHz và 433MHz. Do cả Celeron và Celeron II đều có tốc độ 300MHz nên đã nảy sinh sự nhầm lẫn. Cho dù Intel đã ngưng sản xuất chip Celeron nguyên thủy, nhưng chúng vẫn xuất hiện trong sản phẩm của một số nhà phân phối. Nếu bạn chỉ có khả năng mua máy tính dùng Celeron 300MHz thì hãy lựa chip cải tiến 300A.

    Xeon bắt đầu sự nghiệp của nó khi còn là lớp con của Pentium II. Ngày nay, Intel đã xếp Xeon vào lớp Pentium III. Cũng như Pentium Pro, Xeon được thiết kế dành cho server và các trạm làm việc trung và cao cấp. Vì vậy người dùng máy tính thông thường không phải bận tâm nhiều về loại chip này.

    Vậy tại sao khi mua máy tính vẫn phải cân nhắc đó là Pentium III hay Celeron II? Phải chăng vì chúng cho phép ai đó thu thập thông tin cá nhân của người dùng qua Internet?
Dường như câu hỏi trên muốn đề cập tới tính năng gây tranh cãi mà Intel gọi là Processor Serial Number (PSN). Tháng Giêng vừa qua, Intel công bố sẽ đưa PSN vào tất cả các chip Celeron II, Pentium II và Xeon. Ngay sau đó công ty nhận được sự phản đối kịch liệt từ phía người dùng và các nhóm quan sát.

    Với ý định trợ giúp người quản trị mạng và các doanh nghiệp có hoạt động kinh doanh trên Internet, PSN cho phép kiểm tra danh định của máy tính, hay rộng hơn là cho phép tập hợp thông tin về người sử dụng. Rất nhiều người lo ngại rằng những tổ chức và cá nhân phi pháp có thể xây dựng các Web site và sử dụng PSN để thu thập thông tin về hoạt động của khách thăm Internet.

    Nhằm tránh những phản ứng dữ dội từ phía người dùng, Intel công bố là sẽ đưa ra phần mềm cho phép tắt tính năng PSN khi khởi động và sau đó nếu muốn thì có thể bật trở lại từ Control Panel trong Windows.Tuy nhiên, những người phản đối PSN không "khoái" lắm giải pháp này. Trước hết, họ nói rằng nên đặt trạng thái mặc định của ID (Identification - danh định) là tắt. Vì nếu phần mềm Intel đưa ra không chạy hay thực thi không hợp lý, định danh PSN sẽ bị đánh cắp mà người sử dụng không biết. Hơn nữa, để việc loại bỏ PSN có hiệu lực thì phần mềm phải có khả năng chống sự quấy rối.

    Hiện nay, làn sóng phản đối PSN vẫn chưa hoàn toàn lắng xuống. Tuy nhiên, nhà sản xuất máy tính IBM công bố rằng họ sẽ vô hiệu hóa tính năng ID trong các chip Pentium III. Một số nhà chế tạo khác cũng đưa ra biện pháp hỗ trợ tương tự - loại bỏ tính năng ID bằng chương trình cài trong BIOS.

    Để có những thông tin mới xung quanh vấn đề ID, bạn hãy thăm hai Web site là Electronic Privacy Information Center (EPIC) và Big Brother Inside.

    AMD bắt đầu tuyên chiến với Intel từ khi đưa ra chip AMD-K6 dành cho thị trường cấp thấp. K6 đã làm thay đổi phần nào sự phát triển của CPU trên thị trường máy tính cá nhân. Đứng trước hiện trạng K6 được chấp nhận từ phía các nhà chế tạo PC cũng như người dùng, Intel đã phải tăng cường vào thiết kế loại Pentium giá thấp, tức Celeron.

    Tiếp sau AMD-K6 là chip AMD-K6-2 có giá phải chăng, rẻ hơn 25% so với CPU dùng chip Celeron II tương ứng. Đặc điểm cơ bản để phân biệt K6-2 với các đối thủ Pentium là 3DNow! Đây là công nghệ do AMD và một số đối thủ cạnh tranh của Intel hợp tác phát triển. 3DNow! bổ sung một tập 21 lệnh cho CPU nhằm tăng cường khả năng xử lý hình ảnh và tiếng nói. Thoạt nghe có vẻ như AMD chạy theo SSE của Intel, nhưng thực tế 3DNow! ra đời sớm hơn SSE (Streaming SIMD Extension) tới chín tháng. Mặc dù vậy, khởi đầu tốt đẹp này cũng không đem lại nhiều ưu thế cho AMD, bởi để người sử dụng đạt được đầy đủ tính năng của 3DNow!, phần mềm ứng dụng phải có các lệnh mới bổ sung.

    Do Intel đang giữ bản quyền công nghệ Slot 1 nên AMD đã chọn chuẩn cũ là Socket 7 để thiết kế K6-2, thiết kế này được gọi là Super7. Trong cấu hình cũ, kênh truyền thông giữa CPU và cache L2 chạy ở tốc độ 66MHz. nhưng với Super7, tốc độ này đạt tới 100MHz. Hiện nay tốc độ của các chip K6-2 là từ 300MHz đến 475MHz.
Tương tự K6-2, CPU K6-III của AMD cũng hỗ trợ công nghệ 3DNow! Chip được bổ sung khả năng cache tăng cường gọi là TriLevel Cache. Hệ thống cache này có 3 lớp, cache L1 và L2 nằm ngay trên CPU, tốc độ truyền tin giữa CPU và cache L2 bằng tốc độ CPU. Cache L3 chạy ở tốc độ 100MHz. Cách bố trí này có thể tạo ra cache có khả năng lưu trữ 2368K dữ liệu. Theo AMD, Pentium III chỉ có thể chứa cache với độ lớn tối đa là 544K. Cho đến nay, tốc độ của chip K6-III là 400 và 450MHz.

    Nhiều nhà bình luận tiên đoán rằng cuộc đua giữa Intel và AMD sẽ lặp lại kịch bản đã xảy ra trước đây:

- AMD tung ra một chip mới và chip này vượt lên trước trong một thời gian ngắn.

- Sau đó Intel đáp lại ngay bằng một CPU nhanh hơn và giành lại vị trí hàng đầu.
Hiện tại, tốc độ Pentium III vẫn cao hơn trong những tính toán dấu chấm động, các loại tính toán cần thiết trong đồ hoạ 3D. Có được điều này là do Pentium III có thể thực hiện đồng thời các lệnh tính toán dấu chấm động, MMX và SSE. K6-III cũng thực hiện được những lệnh tính toán này nhưng không đồng thời. Tuy nhiên, K6-III tỏ ra khá hiệu quả trong các ứng dụng nghiệp vụ thông thường. Hơn nữa, giá chip K6-III rẻ hơn so với Pentium III nên nó vượt Pentium III của Intel trên phương diện giá/tốc độ.

    Các chuyên gia tiên đoán rằng với hai chip cùng tốc độ của Intel và AMD thì chẳng có chip nào tỏ ra mạnh hơn khi chạy chương trình đã được tối ưu hóa cho chip. Nói cách khác, Pentium III 450MHz chạy chương trình tối ưu cho SSE cũng tương đương như K6-III 450MHz chạy chương trình tối ưu cho 3DNow!

    Cyrix Corp. (trực thuộc National Semiconductor Corp.) và Integrated Device Technology chỉ là những tên tuổi mà bạn có thể ghi nhận. Hầu hết các nhà sản xuất, các doanh nghiệp và người sử dụng quan tâm đến PC đều tập trung vào Intel và AMD.

    Intel tiết lộ công ty sẽ sử dụng Pentium II làm cơ sở cho một số loại CPU Celeron mới của máy xách tay. Mới đây, Intel đưa ra chip thử nghiệm 600MHz mang tên Geyserville (xem mục "Giải nghĩa các tên mã"). Geyserville cung cấp hai chế độ làm việc: chế độ tốc độ cao khi sử dụng trong gia đình hay văn phòng và chế độ tốc độ thấp khi tính toán lưu động.

    Trên mặt trận Pentium III, Intel hứa hẹn tăng tốc độ truyền thông tin trên bus hệ thống tới CPU từ 100MHz lên 133MHz. Nhưng đây không phải là bước đột phá, bằng chứng là vào tháng Ba, Intel đã đưa ra chip thử nghiệm Pentium III với tốc độ 1GHz (1000MHz). Về phương diện kỹ thuật, các chip Pentium của Intel là loại 32 bit. Cao hơn lĩnh vực này, đi vào khả năng xử lý song song, Intel đang thực hiện đề án CPU 64 bit đầu tiên gọi là Merced IA-64. Công ty dự kiến giới thiệu Merced vào cuối năm 2000 và đến cuối năm 2001 sẽ tới McKinley có tốc độ bus hệ thống tăng gấp ba lần so với Merced. Cả Merced và McKinley đều nhắm vào thị trường server và trạm làm việc. Còn AMD thì quyết tâm đưa ra AMD-K7 tốc độ 500MHz vào giữa năm 1999 (có thể trước khi bạn đọc bài báo này). AMD-K7 dùng thiết kế Slot 1, tốc độ truyền thông tin trên bus hệ thống là 200MHz. AMD nói rằng chip K7 bao gồm công nghệ 3DNow! và cache L1 128K.

    Giống như đối với Microsoft và các nhà phát triển phần mềm khác, bạn có thể tham khảo các chip sắp ra đời thông qua tên mã. Thông thường tên mã sẽ biến mất khi chip được đưa ra thị trường. Sau đây là danh sách một số tên mã:
Cooper Mine - CPU sắp ra đời của Intel. Đó là chip Pentium III tích hợp cache L2 256K.

Dixon - Chip Pentium II 500MHz của Intel dùng cho máy tính di động.

Geyserville - Một công nghệ chip di động mới sẽ đưa ra vào cuối năm 1999. Dự tính, CPU này sẽ rút ngắn khoảng cách về tốc độ giữa máy tính để bàn và máy xách tay.

Katmai - Là tên khác của Pentium III. Đôi khi bạn sẽ thấy phần tham chiếu tới tập lệnh Katmai, gồm 70 lệnh mới của CPU.

Mendocino - Tên mã của chip Celeron II.

Merced - Tên các chip của Intel được chế tạo dựa trên kiến trúc IA-64.

McKinley - Là chip cải tiến từ Merced sẽ được đưa ra vào cuối năm 2001. Chip này dự kiến có tốc độ bus hệ thống nhanh gấp ba lần so với Merced.

Sharptooth - Tên mã K6-III của AMD.

Tanner - Tên khác của chip Xeon.

Willamette - Là chip được chế tạo dựa trên lõi Pentium II đã được điều chỉnh. Theo dự báo thì chip này nhanh gấp 1,5 lần Pentium II.

    Bảng thuật ngữ sau sẽ giúp bạn nắm được các khái niệm cơ bản.

3DNow! - tập gồm 21 lệnh CPU nhằm tăng tốc độ truyền thông giữa CPU và card đồ họa 3D. Các lệnh này đưa ra khả năng tạo hình ảnh thật hơn trên màn hình và hình video mịn. Công nghệ 3DNow! tương tự như công nghệ SSE của Intel.

Bus - đường truyền điện tử để truyền dữ liệu giữa các bộ phận trong máy tính. Khi đề cập tới CPU, bus hay bus hệ thống (system bus) ám chỉ mối liên kết giữa CPU hay bộ nhớ với các thành phần khác của PC.

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.

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. Ơở các chip Pentium thì cache L1 là cache tích hợp.

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.

Megahertz - số đo tốc độ tính toán của CPU. Một megahertz cho một triệu chu trình xử lý trong một giây.

MMX (Multimedia Extensions) - tập gồm 57 lệnh multimedia do Intel phát triển năm 1997. Mục đích chính của MMX là nâng cao hiệu quả xử lý các lệnh lặp về âm thanh, hình ảnh và đồ họa. Máy đạt được điều này phần nào do một dòng lệnh đơn có thể xử lý đồng thời một số mục dữ liệu.

Motherboard (bo mạch mẹ) - bo mạch chính trong máy PC. Tất cả các bo mạch khác đều cắm vào bo mạch chính và nhận thông tin điều từ bo mạch này.

SIMD (Single Instruction, Multiple Data) - phương pháp xử lý thông tin, cho phép một lệnh xử lý một số mục dữ liệu đồng thời. Các tập lệnh MMX, 3DNow! và SSE được xây dựng xoay quanh khái niệm này.

Slot 1 - khe cắm dài và mảnh nằm trên bo mạch chính. Nó dùng để cắm card chứa CPU vào bo mạch chính. Card chứa CPU gồm có CPU và cache L2. Thiết kế này dùng cho bộ xử lý Pentium II nhằm tăng tốc độ của cache L2.

Slot 2 - cũng là khe cắm dùng để cắm card CPU (gồm CPU và cache L2) vào bo mạch chính. Khác với thiết kế Slot 1, thiết kế Slot 2 cho phép CPU giao tiếp với cache L2 ở tốc độ của bộ xử lý.

Socket L7 Connector - đế cắm hình chữ nhật nằm trên bo mạch chính dùng để cắm CPU vào. Trước đây, các chip Pentium và AMD dùng thiết kế này, sau đó nó được thay dần bởi thiết kế Slot 1.

Super 7 - bản cải tiến của thiết kế Socket 7. Super 7 thống nhất tốc độ bus hệ thống là 100MHz. Thay đổi thiết kế này cho phép nâng cao 50% tốc độ truy cập tới cache L2 và bộ nhớ chính.

SSE (Streaming SIMD Extension) - tập gồm 70 lệnh mà Intel đưa vào Pentium III để phục vụ việc xử lý dữ liệu. Các lệnh này hỗ trợ cho xử lý ảnh, video, âm thanh và dữ liệu ba chiều.

    Để biết thêm chi tiết về các nhà sản xuất, công nghệ chip và các vấn đề về PSN của Intel, hãy thăm các Web site sau:

• Advanced Micro Devices (AMD)
  http://www.amd.com/
• The Brotherhood of the CPU
  http://www.processor.org/
• Electronic Privacy Information Center (EPIC)
  www.epic.org
  Big Brother Inside
  http://www.bigbrotherinside.com/
• Intel Corp.
  http://www.intel.com/
• The PC Guide
  http://www.pcguide.com/
• Tom's Hardware Guide
  www.tomshardware.com/chipset.html
• Webopedia
  http://www.webopedia.com/

PcLeHoan 1996 - 2002
Mirror : http://www.pclehoan.com
Mirror : http://www.lehoanpc.net
Mirror : http://www.ktlehoan.com