Bắt kịp định luật Moore, bộ vi xử lý máy tính sắp có sự thay đổi rất lớn

Thay vì ép các bóng bán dẫn trên một tấm vi mạch silicon đơn như cách thông thường, các nhà sản xuất sẽ tạo ra con chip xử lý từ nhiều module được ghép với nhau.

Bắt kịp định luật Moore – bộ vi xử lý máy tính sắp có sự thay đổi lớn

Trong 50 năm qua, số lượng bóng bán dẫn có thể được ép lên một miếng silicon đã tăng theo một công thức dự đoán từ trước, được gọi là định luật Moore. Công thức này đã giúp ngành công nghiệp máy tính phát triển. Bằng cách cố gắng nhồi nhét thật nhiều bóng bán dẫn vào một con chip xử lý, các nhà sản xuất có thể giúp cho hiệu năng của chúng được mạnh hơn.

Tuy vậy thì trong bối cảnh các bóng bán dẫn đạt tới kích thước chỉ còn 14nm, ngành công nghiệp chip máy tính bắt đầu có dấu hiệu chững lại. Giám đốc công nghệ của AMD, ông Mark Papermaster cho biết: “Có thể thấy định luật Moore đang bị đe dọa. Chúng ta vẫn có thể tăng số lượng bóng bán dẫn, nhưng sẽ mất nhiều thời gian và với chi phí đắt đỏ hơn”.

Việc tốc độ tăng trưởng bị chậm lại khiến cho các nhà sản xuất phải gấp rút tìm kiếm một giải pháp thay thế mới. Yêu cầu được đặt ra đó là phải tiếp tục sản xuất được những bộ vi xử lý máy tính ngày càng mạnh mẽ hơn và thuyết phục người dùng mua hàng.

Cả Intel, AMD cũng như Lầu Năm Góc đã cùng đi đến một quyết định mang tính đột phá, một khái niệm hoàn toàn mới. Nó không còn là định luật Moore như trước đây nữa mà được gọi là “Chiplets”.

Một cách dễ hình dung, bạn có thể hiểu rằng công nghệ Chiplets giống những những khối lego. Thay vì phải khắc các bộ vi xử lý mới từ silicon để tạo ra những con chip đơn, các nhà sản xuất sẽ lắp ráp từ nhiều mảnh silicon nhỏ hơn, chính là chiplets. Ưu điểm nổi bật của chiplets chính là khả năng tùy biến. Do được cấu thành từ nhiều module nhỏ ghép lại với nhau, nhà sản xuất có thể thay đổi để tạo ra những con chip vi xử lý chuyên môn tùy vào nhu cầu riêng biệt.

Hãng AMD đã bắt đầu cho thử nghiệm sản xuất bộ vi xử lý dựa trên khái niệm chiplets này vào năm ngoái. Đó là một bộ vi xử lý máy chủ có tên Epic, được thiết kế từ 4 module chiplets gắn lại với nhau. Ông Papermaster cho biết thêm thiết kế này sẽ giúp giảm đi một nửa chi phí sản xuất. Đồng thời cũng tăng tốc độ băng thông cho bộ nhớ và các thành phần khác so với con chip tới từ Intel. Và mới đây nhất, AMD đã tiếp tục công bố thế hệ thứ 2 của chip Epyc, với số lượng chiplets tăng lên gấp đôi là 8 module.

Trong khi đó, công ty đối thủ Intel lại mang tham vọng ứng dụng những bộ vi xử lý Chiplets mới không chỉ trong các máy chủ cao cấp mà còn cả trong những chiếc máy tính xách tay của người dùng phổ thông. Đây chính là thiết kế cho phép Intel có thể kết hợp được con chip đồ họa của AMD vào ngay bên trong bộ vi xử lý của mình, điều chưa từng có tiền lệ trước đây.