Tham vọng Wi-Fi cho mọi thiết bị trong tương lai của Intel

Có lẽ không cần nói nhiều, bạn cũng thấy rõ được lợi ích của Wi-Fi trong hôm nay. Khó mà hình dung được xung quanh ta không có loại liên kết mạng không dây này. Song hiện tại như thế là chưa đủ. Theo quan điểm của Intel Labs, tốt hơn hết mọi thứ trong tương lai miễn là máy tính (có chip xử lý) nên có sẵn tính năng thu phát Wi-Fi. Tham vọng này được nhà khổng lồ x86 tiết lộ tại hội thảo IDF thường niên mới đây nhất của mình.

Sóng radio quá phổ biến trong đời sống hiện đại.

Từ góc độ người dùng, có sẵn Wi-Fi gần như là điều “hiển nhiên”. Nhưng từ góc độ kỹ thuật, đấy là chuyện không đơn giản. Điều đáng nói là những sản phẩm có kèm tính năng Wi-Fi hiện nay đều kèm thêm một chip xử lý riêng các tín hiệu radio (ngoại trừ dòng chip Snapdragon của Qualcomm và NovaThor của ST-Ericsson nhưng chủ yếu là các công nghệ như GSM/ CDMD/ HSPA), các chip SoC/CPU vẫn chỉ đảm nhiệm vai trò xử lý dữ liệu là chính. Nên mục tiêu Intel đặt ra có thể xem là cuộc cách mạng cho các thiết bị điện tử tiêu dùng, như PC, tablet, smartphone.

RFID là một ứng dụng thực tiễn của radio.

Chướng ngại lớn nhất đối với mục tiêu này là khác biệt giữa các thành phần analog và digital trên một thiết kế IC. Tín hiệu radio dẫu sao vẫn cần đến các mạch analog để xử lý chúng, trước khi biến chúng thành tín hiệu digital. CTO của Intel, Justin Rattner cho hay:

“Digital đã vượt qua analog ở rất nhiều lĩnh vực – nhưng chỉ riêng radio là chưa. Trong khi rất nhiều thành phần cuối (back-end) trong một thiết bị không dây đã được số hoá từ lâu, thì khu vực tiền tuyến (front-end), các thành phần như bộ điều hoà pha, bộ tổng hợp tần số, bộ khuếch đại công suất RF… vẫn còn là analog”.

Chip Moore’s law radio của Intel.

Một vấn đề khác nữa của các thành phần analog là ngược với digital, chúng hoạt động kém hơn khi thu nhỏ kích thước transistor. Nếu CPU ngày càng nhỏ hơn để tiết kiệm điện hơn thì các bộ thu phát không dây lại dường như không cần chạy theo định luật Moore cho lắm. Chúng tốt hơn nên được sản xuất trên các dây chuyền bán dẫn “cũ” như 130nm hay 90nm. Vì vậy mà bộ thu phát Wi-Fi về cơ bản gần như độc lập với CPU trên các thiết bị điện tử.

Do vậy nếu muốn tích hợp Wi-Fi nói riêng và tín hiệu radio nói chung vào các chip xử lý, đòi hỏi các kỹ sư cần phải số hoá càng nhiều càng tốt các thành phần analog. Yorgos Palaskas, trưởng nhóm nghiên cứu vấn đề tích hợp radio của Intel, cho biết:

“Chúng tôi phải suy nghĩ lại cách các tiến trình radio hoạt động nhưng từ góc độ digital, và xử lý các vấn đề đấy như một bài toán về máy tính. Đây không chỉ là việc chuyển các thành phần analog sang digital. Trong vài trường hợp chúng tôi còn phải phát minh ra vài thứ mới và tính toán lại các yếu tố căn cơ nhất”.

Mặc dù đã có kinh nghiệm trong việc thiết kế các chip xử lý tín hiệu vệ tinh và mobile, các giải pháp của Intel mới chỉ đủ số kênh cho truyền tin qua 3G. “Chúng tôi cần nhiều kênh liên lạc rộng hơn cho Wi-Fi, cần tới băng thông 40 MHz. Việc này đòi hỏi rất nhiều sự hoàn thiện cho các thuật toán”.

Bản prototype mà Intel demo tại IDF năm nay có tên “Moore’s law radio”, là bộ xử lý radio số đầu tiên (theo mô tả của hãng) được xây dựng trên tiến trình 32nm. Trong bản demo, Palaskas đã thử truyền (stream) tín hiệu video giữa 2 thiết bị dùng con chip trên. Chi tiết đáng chú ý là các chip Atom mới nhất của hãng này cũng đang dùng tiến trình 32nm. Điều này có nghĩa việc Intel tích hợp bộ phận xử lý radio vào cùng một chip sẽ diễn ra trong một tương lai không xa.

Cũng trong buổi nói chuyện tại IDF, Rattner trình làng trước báo giới tấm wafer chứa các chip Atom, có tên gọi Rosepoint, gồm 2 nhân x86 và một bộ chuyển tín hiệu Wi-Fi.

Và tích hợp các thành phần vào cùng một con chip (SoC) không chỉ là thành công duy nhất. Việc chuyển từ 90nm xuống 32nm cũng tiết kiệm đáng kể lượng điện năng tiêu thụ. Điều này góp phần giúp cho toàn bộ thiết bị (smartphone chẳng hạn) sẽ kéo dài thời gian dùng pin hơn khi bật Wi-Fi. Cần biết rằng ngoài CPU, chip mạng cũng một thiết bị tiêu thụ khá nhiều điện trong thời đại này.

Các thành viên chủ chốt của WiGig.

Bên cạnh đó, Intel còn tham vọng đẩy chuẩn Wi-Fi đi xa hơn, WiGig, là một sóng radio có độ dài bước sóng 5 mm với băng thông thiết kế đạt hơn 5 Gb/s. WiGig không chỉ là nỗ lực của riêng Intel mà còn của rất nhiều đại gia công nghiệp nhằm đưa chuẩn kết nối không dây 60 GHz này trở thành một phần của chuẩn Wi-Fi hiện có.