Các nhà sản xuất chip đã tìm ra cách để bắt kịp định luật Moore, bộ vi xử lý máy tính sắp có thay đổi lớn

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

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, khi các nhà sản xuất cố gắng tìm cách nhồi nhét nhiều bóng bán dẫn vào một con chip xử lý và giúp chúng mạnh hơn.

Tuy nhiên, khi 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 hơn và chi phí đắt đỏ hơn”.

Tốc độ tăng trưởng chậm lại, khiến các nhà sản xuất chip phải tìm biện pháp thay thế để tiếp tục tạo ra những bộ vi xử lý máy tính mạnh mẽ hơn, và thuyết phục khách hàng mua chúng.

Intel, AMD và cả Lầu Năm Góc đã cùng đi đến một khái niệm hoàn toàn mới, nó không còn là định luật Moore mà có thể nói là một định luật Moore cải tiến. Khái niệm mới này được gọi tên là “ Chiplets ”.

Bạn có thể hiểu về Chiplets giống như những khối lego công nghệ cao. Thay vì 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 – được gọi là chiplet .

Một ưu điểm khác của Chiplets, chính là khả năng tùy biến. Do được ghép lại với nhau từ nhiều module nhỏ, nhà sản xuất có thể thay đổi để tạo ra những con chip xử lý chuyên môn tùy theo từng nhu cầu. Ví dụ như những con chip tối ưu để xử lý AI, machine learning hay tối ưu để xử lý đồ họa.

AMD đã bắt đầu 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 Epyc, được thiết kế với 4 module chiplet gắn với nhau. Ông Papermaster cho biết thiết kế mới này giúp giảm một nửa chi phí sản xuất, tăng tốc độ băng thông cho bộ nhớ và các thành phần khác so với chip của Intel.

Mới đây, AMD tiếp tục công bố chip Epyc thế hệ thứ 2, mạnh hơn với số lượng chiplet nhiều hơn gấp đôi (tăng lên 8 module).

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

Tuy nhiên, AMD đang có những bước tiến thần tốc. Con chip Epyc thế hệ mới được sản xuất bởi TSMC, với các bóng bán dẫn 7nm. Intel đã chậm chân hơn để sẵn sàng ra mắt các bộ vi xử lý mới với các bóng bán dẫn nhỏ hơn, có thể sẽ không ra mắt thị trường cho đến cuối năm sau.

Chuyên gia phân tích Kevin Krewell của Tirias Research nhận định rằng: “Đây là khoảnh khắc lịch sử của AMD, khi họ đứng trước cơ hội rất lớn để khẳng định lại vị thế của mình và trở thành đối thủ cạnh tranh thực sự của Intel”.

Theo GenK