Như thế nào là bộ vi xử lý Core 2 Duo của Intel

Cùng tìm hiểu bộ vi xử lý 2 nhân thế hệ 2 (Core 2 Duo) của Intel

CPU Core 2 Duo của Intel phá kỷ lục trên máy tính để bàn. Chip Conroe đã xuất hiện và nó chạy đúng như những gì Intel quảng cáo.

Qua thử nghiệm của PC World Việt Nam và của PC World Mỹ (chạy PC WorldBench 5), những BXL này đã đoạt lại vương miện từ AMD.

Với tên gọi chính thức là Conroe, dòng BXL Core 2 Duo của Intel là những BXL nhanh nhất cho tới nay. Hệ thống tự lắp đã vượt đến 17% điểm PC WorldBench so với hệ thống cao cấp Athlon 64 FX-62 của AMD. Bên cạnh đó, hệ thống ép xung, tản nhiệt nước của ABS chạy BXL Core 2 Duo đạt được điểm số WorldBench cao nhất từ trước đến nay: 181 điểm.

Mọi cấu hình thử nghiệm Core 2 Duo đều chạy ấn tượng. Cụ thể, các model Core 2 Duo cao hơn hoàn tất các ứng dụng đa phương tiện "nặng ký” nhanh hơn, chạy nhiều ứng dụng cùng lúc hiệu quả hơn và game chạy cũng nhanh hơn.

Dòng Core 2 Duo có các model từ E6300 1,86GHz (183 USD) với bộ đệm cache L2 2MB cho tới Core 2 Extreme X6800 có bộ đệm 4MB đều có bus hệ thống 1066MHz. Mặc dù Core 2 Duo được thiết kế trên nền socket 775 giống với Pentium 4 và Pentium D nhưng chúng yêu cầu phải có chipset mới, vì vậy để chạy được thì bo mạch chủ (BMC) phải hỗ trợ. Khi bạn đọc bài này thì các BMC dùng chipset của Intel cũng như của NVIDIA và ATI hỗ trợ Core 2 Duo đã xuất hiện trên thị trường. Các PC Core 2 Duo cũng đã xuất hiện trên kệ hàng với vài cấu hình có giá khá hợp lý.

Một số tính năng mới:

“Intel® Wide Dynamic Execution” Nâng cao tốc độ và hiệu quả thực thi chương trình, thực hiện nhiều lệnh hơn trong một chu kỳ đồng hồ. Mỗi lõi có thể hoàn thành đến 4 lệnh trọn vẹn cùng một lúc giúp nâng cao về hiệu suất tính toán, cho phép thực hiện được nhiều công việc hơn trong thời gian ngắn hơn

“Intel® Advanced Smart Cache” bộ nhớ cache L2 dùng chung được cấp một cách năng động cho từng lõi của bộ xử lý dựa vào khối lượng công việc. Việc thực thi tối ưu 2 lõi có hiệu quả này làm tăng khả năng truy cập dữ liệu của mỗi lõi từ cache L2, giảm thời gian trễ một cách đáng kể cho những dữ liệu được thường xuyên sử dụng và nâng cao hiệu quả tính toán, giúp máy tính có hiệu suất hoạt động cao, tối ưu hóa khả năng sử dụng bộ nhớ đệm (L2 cache)

“Intel® Smart Memory Access” nhằm tăng cường khả năng trình diễn của hệ thống bằng cách tối ưu hóa việc sử dụng băng thông dữ liệu hiện có. Cấu trúc dự đoán mới làm giảm thời gian chờ dữ liệu cho các lệnh bên trong. Phép tính toán mới được nạp vào trước sẽ chuyển dữ liệu từ bộ nhớ hệ thống sang cache L2 có tốc độ xử lý nhanh trước khi thực hiện tính toán

“Intel® Advanced Digital Media Boost” giúp tăng tốc các ứng dụng bao gồm việc thực hiện các lệnh (SSE) để cải thiện hiệu năng một cách đáng kể trên một loạt các ứng dụng như video, hình ảnh, xử lý ảnh, đồ họa, mã hóa, các ứng dụng tài chính, kỹ thuật và khoa học.

“Intel® Intelligent Power Capability” (Khả năng quản lý năng lượng thông minh), tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng của các nhân trong bộ xử lý bằng cách chỉ bật chức năng tính toán khi cần

Bên cạnh những công nghệ trên, các công nghệ khác như nâng cao khả năng bảo mật, công nghệ ảo hóa và khả năng tính toán 64-bit giúp cho Intel® CoreTM 2 Duo trở thành bộ xử lý mới ấn tượng nhất cho một thế giới ngày càng đòi hỏi chất lượng cao cũng như khả năng tính toán, di động.

Dư sức "qua cầu"

Trên cùng BMC dùng chipset Intel 975X Express (chipset P965 Express cũng hỗ trợ Core 2 Duo), nhóm thử nghiệm chạy lần lượt CPU Core 2 Extreme X6800 2,93GHz và Core 2 Duo E6700 2,67GHz; sau đó, so sánh với hệ thống có cấu hình tương tự chạy nền AM2 dùng RAM DDR2 với BXL "đỉnh" FX-62 của AMD.

Cả hai cấu hình của Intel đều qua mặt AMD trong mỗi ứng dụng của WorldBench 5 cũng như trên mỗi game (xem bảng). Cải tiến rõ nhất là thử nghiệm với đa tác vụ, chạy cùng lúc 2 ứng dụng: duyệt web với Mozilla và mã hóa tập tin với Windows Media Encoder. Bên cạnh đó, các thử nghiệm với Photoshop và một số ứng dụng đồ họa cũng chạy khá thuyết phục.

Hệ thống tự lắp chạy Core 2 Extreme X6800 ghi được 160 điểm PC WorldBench 5, tăng 17% so với hệ thống AMD chạy Athlon 64 FX-62 2,8GHz ghi được 137 điểm. Và hệ thống chạy BXL E6700 rẻ tiền hơn cũng đạt đến 153 điểm, vẫn cao hơn 12% so với điểm số của FX-62, và cao hơn 8% so với hệ thống Xi Mtower 64 AGL-SLI nền Intel là hệ thống nhanh nhất mà PC World Mỹ từng thử nghiệm trước đây.

Bên cạnh những hệ thống tự lắp, ta cũng so sánh với bộ Dell XPS 410 giá 2350 USD (tính cả màn hình LCD 20), dùng CPU E6600 2,4GHz có RAM 2GB, card đồ họa NVIDIA GeForce 7900GS và 2 ổ cứng SATA ở RAID 0 có tổng dung lượng 320GB. Hệ thống này ghi được 138 điểm WorldBench, bằng điểm của hệ thống AMD phía trên.

Nhưng ngay cả những điểm số cao "ngút trời" như trên vẫn chưa bì kịp với hệ thống ABS. ABS Ultimate X9 chạy tản nhiệt nước, có 2GB RAM, 2 card Radeon X1900 CrossFire, một cặp ổ cứng Western Digital cấu hình RAID SATA 150GB và BXL Core 2 Extreme X6800 ép xung từ 2,93GHz lên 3,5GHz, và đạt 181 điểm WorldBench. Hệ thống này không phù hợp với người dùng phổ thông nhưng điểm số của nó vượt khá xa so với các hệ thống khác và cũng cho thấy vi kiến trúc Core của Intel còn nhiều hứa hẹn.

Cải tiến kiến trúc

Để ép xung Core 2 Extreme được đến mức đó, có lẽ Intel đã chú trọng nhiều về điện năng tiêu thụ trong kiến trúc Core.

Theo chi tiết kỹ thuật về thiết kế nhiệt của Intel, phiên bản BXL trước đây là Pentium Extreme Edition tiêu thụ đến 135W, còn Core 2 Extreme X6800 chỉ tiêu thụ 75W; một số model Core 2 Duo mức tiêu thụ có thể xuống đến 65W. Rõ ràng, kết quả là hệ thống ABS có "đất" để ép xung mạnh hơn. Hơn thế nữa, thiết kế này cho phép các nhà sản xuất máy tính xây dựng các hệ thống cao cấp nhưng có thùng máy nhỏ gọn và chạy êm hơn.

Từ lúc bắt đầu, vi kiến trúc Core của Intel đã tập trung vào đa nhân CPU, tốc độ cao và tiêu thụ ít điện năng. Sử dụng các bài học từ việc xây dựng thành công CPU di động Pentium M, đầu tiên, Intel đã cải tiến dòng di động và đưa ra CPU Core Duo. Sau đó, hãng đã tăng lực khá nhiều nhưng giảm được điện năng tiêu thụ cho CPU máy tính để bàn. Ví dụ, khi PC chỉ chạy vài ứng dụng đơn giản hoặc ở trạng thái nghỉ, Core 2 Duo có thể chạy chậm lại hoặc ngưng luôn những phần không cần thiết.

Core 2 Duo có nhiều ưu thế về tốc độ so với Pentium là nhờ kiến trúc mới được chêm thêm một hàng thực thi mới trên mỗi nhân CPU. (BXL Core 2 Duo có 4 hàng thực thi trên mỗi nhân so với Pentium D chỉ có 3 hàng). Hàng thứ 4 này trên mỗi nhân kết hợp với tập mã mới thông minh hơn (nhóm các tập lệnh phổ biến lại thành một tập lệnh), cho phép Core 2 Duo chạy nhanh hơn Pentium D cho dù Pentium D có xung cao hơn.

Bộ đệm cache L2 đến 4MB bảo đảm cung cấp dữ liệu để BXL luôn làm việc ở mức tối đa và Intel cũng đã nỗ lực tinh chỉnh các thuật toán nạp trước (prefetching), ưu tiên tối đa cho dữ liệu thích hợp trước khi BXL cần đến.

Trong khi hầu hết các BXL 2 nhân cố định dung lượng bộ đệm cho mỗi nhân thì Core 2 Duo cho phép chia sẻ cho toàn bộ 4MB bộ nhớ cache. Và BXL có thể phân phối bộ nhớ cache này giữa các nhân theo nhu cầu. Nếu một nhân phải làm việc "nặng" trong một tác vụ phức tạp thì nó có thể dùng hầu hết 4MB của cache L2 trong khi nhân kia chỉ chạy một tác vụ đơn giản hơn, cần ít bộ đệm hơn.

Như vậy, Lần đầu tiên trong suốt những năm vừa qua, BXL Core 2 Duo rõ ràng mang lại cho Intel lợi thế về tốc độ và hiệu năng so với AMD.