Cấu tạo vật lý của CPU đa nhân
Một CPU hai nhân của Intel có hình dáng bên ngoài như một CPU đơn nhân thông thường Hai nhân cùng được chứa trong một phần diện tích như thế này (phần bôi kem tản nhiệt) ...
Một CPU hai nhân của Intel có hình dáng bên ngoài như một CPU đơn nhân thông thường
Hai nhân cùng được chứa trong một phần diện tích như thế này (phần bôi kem tản nhiệt)
Nếu như CPU chỉ có một cụm bộ xử lý bên trong lòng nó giống như các bộ xử lý thông thường: các bộ xử lý từ thế hệ đầu tiên cho đến thế hệ thứ 7 gần đây (như Pentium 4 đơn nhân) được gọi là các CPU chỉ có một nhân - hay gọi cách khác là một lõi (cách gọi theo thói quen, tuy nhiên từ lõi có thể gây nhầm lẫn với cấu trúc core của Intel nên bài này hạn chế dùng).
Những CPU hai nhân đầu tiên được Intel và AMD sản xuất khi đặt hai nhân xử lý trong cùng một tấm đế. Có nghĩa trong một CPU nhìn bề ngoài như một CPU thông thường nhưng bên trong nó chứa các phần mạch điện của cả hai CPU, điểm chung của nó là các chân cắm tiếp xúc với socket của bo mạch chủ. Nếu như chỉ nhìn hình dáng mà không nhìn vào các thông số trên vỏ CPU thì các loại CPU hai nhân này không khác so với các CPU đơn nhân sử dụng cùng loại socket.
Nhiều người có thể thắc mắc: Bên trong một CPU liệu có còn khoảng không gian trống nào không cho nhân thứ hai, thứ tư hoặc nhiều hơn nữa trong khi tấm đế của CPU vẫn giữ nguyên diện tích như vậy. Thực tế thì kích thước các nhân hiện tại của CPU đã rất nhỏ, phần đế của mỗi CPU có kích thước như hiện tại bởi chúng cần có các vị trí để có thể kết nối với các socket. Thông thường thì các ký hiệu của socket hiện nay có chứa ý nghĩa về số vị trí tiếp xúc giữa CPU và bo mạch chủ, nếu như một CPU hiện tại của Intel sử dụng socket T (LGA775) hay như AMD sử dụng socket 939 thì cũng có nghĩa rằng chúng có 775 hay 939 vị trí tiếp xúc. Với một số lượng kết nối nhiều như vậy thì các CPU nếu thiết kế tấm đế quá nhỏ sẽ không thể đáp ứng được sự kết nối giữa CPU với bo mạch chủ theo kiểu cắm để dễ dàng thay thế (nếu không muốn hàn chắc vào bo mạch chủ).
CPU hai nhân của Intel
Hãng Intel đã giới thiệu những CPU hai nhân Pentium Extreme Edition và Pentium D đầu tiên vào tháng 4 năm 2005 phát triển trên nền Pentium 4 Prescott. Thực chất sự ra đời của những CPU hai nhân đầu tiên này của Intel đã mong muốn giới thiệu ra thị trường càng nhanh càng tốt nên các CPU hai nhân đầu tiên: Pentium D, Pentium Extreme Edition (thường gọi tắt là Pentium EE) chứa trong lòng nó hai nhân của Pentium 4 mã Prescott[4]. Mỗi một nhân được giao tiếp với một đường khác nhau với chipset cầu bắc trên bo mạch chủ. Chính vì vậy mà các chipset của hãng Intel như i915, i925 hoặc các chipset của các hãng khác dành cho các CPU Pentium 4 thông thường không thể sử dụng cho CPU hai nhân Pentium D (hoặc Pentium Extreme Edition). Các chipset dòng i945, i955X, i975X cho dòng máy tính cá nhân để bàn và E7230 cho dòng máy trạm là những chipset đầu tiên hỗ trợ cho những CPU hai nhân này.
CPU Pentium D có các đặc tính dưới đây:
- Tốc độ xử lý CPU từ 2,8 GHz đến 3,2 GHz
- FSB: 800MHz
- Mở rộng EM64T 64-bit
- Hỗ trợ Execute Disable Bit
- Sản xuất trên công nghệ 90 nm (nanomet)
- Có 2 MB L2 cache (1 MB mỗi nhân riêng biệt và độc lập)
- Sử dụng Socket T (LGA775)
Với những CPU có số hiệu 830 và 840 còn bao gồm công nghệ mới của Intel là: “EISS” (Enhanced Intel Speed Step), chúng có thể tự động thay đổi tốc độ làm việc của CPU theo nhu cầu xử lý của hệ thống để giảm công suất tiêu thụ.
Phiên bản Pentium Extreme Edition 840 có tính năng giống như Pentium D, nhưng có một số khác biệt thêm như sau:
- Hỗ trợ công nghệ Siêu phân luồng (HT Technology)[1]. Như vậy với mỗi nhân bên trong sẽ trở thành 2 nhân ảo (hệ điều hành sẽ nhận biết và sử dụng như có 4 nhân đồng thời).
- Không hỗ trợ công nghệ EISS.
- Cho phép thay đổi hệ số nhân của CPU, điều này giúp các người sử dụng hiểu biết dễ dàng ép xung với CPU mà không phải thay đổi bus hệ thống. Đây là cách lý giải tại sao Pentium EE lại không hỗ trợ công nghệ EISS bởi công nghệ này mâu thuẫn với các hành động ép xung khi chúng tự động giảm hệ số nhân để giảm tốc độ làm việc của hệ thống khi nhu cầu xử lý thấp.
Bảng thông số CPU hai nhân thế hệ đầu tiên của hãng Intel là Pentium D và Pentium
CPU hai nhân của AMD
Những CPU hai nhân của AMD được giới thiệu sau so với các CPU hai nhân của Intel. Trước khi các CPU đa nhân của AMD xuất hiện thì dòng sản phẩm Athlon 64 của AMD đã khá thành công, phiên bản Athlon 64 FX đã được tạp chí PC World Mỹ bình chọn giải thưởng “World Class 2004” dành cho sản phẩm xuất sắc nhất trong năm 2004[5]. AMD đã bắt đầu phát triển các CPU 64 bit bắt đầu từ năm 2003 trên nền cấu trúc 32 bit-x86 và đã được sử dụng rộng rãi trên các máy chủ, máy trạm và máy tính cá nhân để bàn.
Vào tháng 5 năm 2005 những CPU Athlon 64 X2 hai nhân đầu tiên của AMD xuất hiện. Althlon 64 X2 đã có hai loại theo từng mã riêng như sau:
- Cache L2 dung lượng 1 MB (ứng với 512 KB cho mỗi nhân) ở mã: Manchester
- Cache L2 dung lượng 2 MB (ứng với 1 MB cho mỗi nhân) ở mã: Toledo
Cùng với các đặc tính khác bao gồm:
- Tốc độ xử lý thực tế CPU từ 2,2 GHz đến 2,4 GHz
- Sản xuất trên công nghệ 90 nm (nanomet)
- 1 GHz HyperTransport
- Sử dụng Socket 939.
Bảng thông số CPU hai nhân thế hệ đầu tiên của hãng AMD là Althon 64 X2
