• Thứ Ba, 06/01/2004 10:17 (GMT+7)

    Diễn Đàn Nhà Phát Triển Intel - IDF 2003 - Xu hướng hội tụ công nghệ Silicon

    Với sự hội tụ của các thiết bị tính toán và truyền thông, tích hợp bán dẫn và các giải pháp, hội tụ công nghệ xung quanh các thiết bị điện tử tiêu dùng, nhu cầu kết nối và tính toán đang ngày càng đặt ra nhiều vấn đề cho các nhà phát triển, các nhà sản xuất và người dùng cuối. Ngày nay, trong xã hội 'kết nối mọi lúc mọi nơi', các giải pháp công nghệ bán dẫn, phát triển phần mềm và phần cứng đang được tích hợp nhắm vào người dùng gia đình, văn phòng thông qua một xu hướng mới ngày càng thể hiện rõ: các thiết bị không dây. Một thực tế ngày càng trở nên hiển nhiên: các thiết bị tính toán được kết nối với nhau và tất cả các thiết bị truyền thông lại có khả năng tính toán.
    Nếu 7 trước đây, Andy Grove (chủ tịch Intel) dự báo sẽ có 1 tỷ máy tính được kết nối vào năm 2003, thì 3 năm sau đó, Craig Barrett (chủ tịch Intel hiện nay) bổ sung không chỉ là 1 tỷ máy tính kết nối mà còn có thêm 1 tỷ thiết bị cầm tay (điện thoại di động, PDA) cũng được kết nối. Những con số này đang trở thành hiện thực. Cũng theo các số liệu nghiên cứu, người ta tính rằng đến năm 2010 sẽ có 1,5 tỷ máy PC kết nối băng rộng, cả hữu tuyến và vô tuyến; đặc biệt số lượng thiết bị cầm tay kết nối sẽ tăng tới 2,5 tỷ. Không chỉ vậy, số thiết bị cầm tay được trang bị sức mạnh tính toán như một máy PC hiện nay.
    Điều này cho thấy rõ xu hướng phát triển của công nghệ tính toán và truyền thông trong thời gian tới. Sự phát triển này được đặt trên 3 nền tảng. Thứ nhất là sự hội tụ của công nghệ tính toán và truyền thông, đặc biệt là kết nối không dây; thứ hai là những công nghệ bán dẫn then chốt mà trong đó Intel đang tập trung phát triển; và cuối cùng là những loại sản phẩm, những cơ hội kinh doanh tận dụng được ưu thế của các công nghệ tiên tiến.

    Hội tụ công nghệ tính toán và truyền thông

    Năm 2003 là cột mốc quan trọng đối với Intel trong việc phát triển theo định hướng này: công ty đã công bố sản phẩm đầu tiên tích hợp khả năng truy cập Internet không dây trên một chip đơn - Manitoba. Thiết bị này sẽ tăng sức mạnh cho các loại điện thoại thông minh và PDA vào đầu năm tới. Nhờ Manitoba, các thiết bị cầm tay thế hệ mới, hay còn gọi là Universal communicator, sẽ kết hợp được sức mạnh của điện thoại di động, máy tính để bàn và các thiết bị nghe nhìn gia dụng (TV). Các sản phẩm dựa trên Manitoba sẽ có trên thị trường vào năm tới. Ngoài ra, công nghệ di động Centrino được giới thiệu năm trước cũng đã có mặt trong các máy tính xách tay của hầu hết các nhà sản xuất.
    Kết nối không dây đang là công nghệ 'nóng' hiện nay. Intel và nhiều nhà sản xuất bán dẫn, điện tử khác đang tập trung phát triển giải pháp cho 3 hướng kết nối không dây.

    Mạng nội bộ không dây (WLAN) được triển khai hiện nay bằng công nghệ 802.11 hay còn gọi là Wi-Fi với các chuẩn a, b, g... cho phép kết nối ở khoảng cách tối đa 100m (xem thêm bài 'Nâng cấp trong 60 phút', trang 63 số này). Ngoài việc sẽ đưa ra chuẩn Wi-Fi mới làm việc ở 3 băng tần vào nửa đầu năm tới, Intel còn cùng với Cisco nghiên cứu để tăng cường khả năng bảo mật của mạng không dây với chuẩn 802.11i.
    Nhằm hỗ trợ tối đa cho các thiết bị tính toán cầm tay (máy tính xách tay, PDA, ĐT thông minh), Intel đang phát triển phiên bản 802.11 năng lượng thấp, cho phép giảm thiểu năng lượng tiêu thụ của các thiết bị này trong quá trình kết nối.
    Hướng thứ hai, ở mức rộng hơn là WMAN - Mạng nội thị không dây (Wireless Metro-Area-Network) sẽ được hỗ trợ bằng một công nghệ mới đang trong quá trình chuẩn bị tung ra thị trường vào năm 2004: 802.16, hay còn gọi là WiMax. 802.16 là giải pháp cho vấn đề khoảng cách, đặc biệt thích hợp đối với vùng đô thị. Một trạm phát WiMax sẽ phục vụ người dùng truy cập không dây băng rộng trong vòng bán kính 30km. Quả là một điều rất ấn tượng.

    Cuối cùng là mạng diện rộng (WAN). Trong hướng này, Intel đang tập trung vào những công nghệ hỗ trợ Internet-không dây-trên-chip, mà sản phẩm đầu tiên là chip xử lý Manitoba, cho phép các thiết bị cầm tay đầu cuối có thể dễ dàng kết nối với mạng GSM/GPRS (mạng di động băng rộng thế hệ 2,5G đang phổ biến hiện nay, cả Vinaphone và MobileFone vừa mới đưa vào sử dụng). Năm tới chúng ta sẽ chứng kiến sự ra đời của hàng loạt thiết bị cầm tay được trang bị chip Manitoba, hỗ trợ các ứng dụng cần dòng dữ liệu lớn như xem video trực tuyến ngay trên ĐTDĐ. Tiếp theo là giai đoạn trung gian với công nghệ EDGE (Enhanced Data rate for Global Evolution - bản nâng cấp của GSM cho tốc độ truyền tới 384 kbps) cũng sẽ có mặt vào năm 2004, và sau đó là WCDMA (mạng CDMA băng rộng thế hệ 3G).
    Có quá nhiều công nghệ! Liệu sẽ có cuộc chiến về chuẩn, chẳng hạn WiFi và GSM? Câu trả lời là KHÔNG. Bởi ở đây không có sự tranh giành, chỉ có đòi hỏi phải cùng tồn tại.

    'T' INSIDE

    Kể t khi máy pc đẦu tiên ra đời với bộ vi xử lý Intel bên trong, tốc độ của các thế hệ chip không ngừng tăng lên, từ vài MHz của họ chip 8080 cho tới 3,2 GHz của Pentium 4 hiện nay. Và không chỉ tốc độ, khả năng tính toán và xử lý của chip cũng liên tục được cải tiến. Để đạt được sự tiến bộ như vậy, hàng loạt công nghệ cao đã được áp dụng vào quá trình sản xuất, thiết kế chip. Đây là những 'T' (technology - công nghệ) then chốt.

    Công nghệ Hyper-Threading (HT - Siêu luồng) được giới thiệu cách đây hai năm tại IDF Fall 2001 và ra mắt chính thức vào tháng 11 năm ngoái. Bản chất của công nghệ là quá trình xử lý song song bên trong chip xử lý nhằm tăng hiệu năng tính toán. Hiện nay, HT đã có trong toàn bộ dòng chip cao cấp dành cho server - Xeon, và đến hết năm nay, 50% CPU cho máy để bàn sẽ được trang bị công nghệ này. Đối với máy chủ, HT có tầm quan trọng đặc biệt bởi nó mang lại hiệu quả cao và độ tin cậy lớn. Hầu hết các hệ điều hành và ứng dụng cho server đều đã hỗ trợ công nghệ HT. Trong thời gian tới, song song với việc đưa HT vào toàn bộ các dòng CPU của Intel, xu hướng của phần mềm ứng dụng cũng sẽ chuyển sang hỗ trợ HT. Cuối cùng, thay vì nhắm chủ yếu vào phân khúc server cao cấp, Hyper-Threading sẽ mang lại lợi ích cho cả thị trường ứng dụng client. 

    Công nghệ Centrino Mobile. Là sản phẩm dành cho máy tính xách tay được thiết kế căn bản ở mức bộ xử lý. Với công nghệ Centrino, CPU tiêu thụ năng lượng ít hơn, hỗ trợ kết nối không dây tốt hơn, ổn định hơn. Hầu hết máy tính xách tay đuợc tung ra thị trường hiện nay đều sử dụng chip tích hợp công nghệ này.
    Công nghệ LaGrande. Công nghệ mới này nhắm vào việc tăng cường khả năng bảo mật của máy tính ở mức phần cứng. LaGrande bao gồm nhiều cải tiến, tăng cường trong bộ vi xử lý, chipset và các thành phần hệ thống khác để cùng làm việc với phần mềm nhằm chống lại sự tấn công của các chương trình phần mềm từ bên ngoài. Cùng với Microsoft và một số sản xuất khác, Intel sẽ triển khai rộng công nghệ LaGrande trong 2 năm tới, nó sẽ tương thích hoàn toàn với các HĐH và ứng dụng hiện nay.

    Công nghệ Vanderpool (VT) là công nghệ mới thứ hai đang được Intel tập trung phát triển nhằm tăng cường khả năng sử dụng của người dùng cuối bằng kỹ thuật phân vùng phần cứng (ngay bên trong chip), thay vì chỉ dùng phần mềm như hiện nay đối với các máy trạm và cá nhân. Nhờ công nghệ VT, không chỉ hiệu năng xử lý mô phỏng (virtualization) mạnh lên gấp bộ
    i (do phần cứng có khả năng thực hiện tốt hơn nhiều những công việc do phần mềm đang đảm trách hiện nay), mà quan trọng hơn là còn tăng cường sức mạnh và độ mềm dẻo trong việc cấu hình máy tính, cho phép người dùng làm việc với máy tính theo cách khác hẳn hiện nay và đồng thời cũng tăng độ tin cậy. Công nghệ này sẽ có ứng dụng thực tế trong 5 năm tới.

    Công nghệ MXP5800. Cùng với sự bùng nổ của các phương tiện số, hay còn gọi là multimedia, các ứng dụng hỗ trợ cũng ngày càng nhiều hơn, đòi hỏi khả năng xử lý lớn hơn. Intel đã đưa vào các thế hệ BXL trước đây những công nghệ như MMX (MultiMedia Extention), SSE (Single SIMD Extention), SSE2 nhằm tăng cường khả năng xử lý dữ liệu âm thanh, video và đồ hoạ 2D, 3D. Tuy nhiên, MXP5800 là một công nghệ mới hoàn toàn, bao gồm những vi cơ cấu (microengine) chương trình được nhúng vào chip xử lý. Công nghệ này được triển khai trước tiên với Xerox cho các ứng dụng ảnh số. Hãy hình dung, bạn có thể xử lý hình ảnh, âm thanh số theo cách bạn muốn với các thiết bị chuyên dụng, hoặc các bo mạch mở rộng gắn vào PC. Nhưng với công nghệ MXP5800 được tích hợp ngay trong chip, bạn có thể làm công việc như vậy ngay trên bàn làm việc của mình, với một máy PC thông thường.
    Công nghệ Silicon hay nói cách khác, là công nghệ bán dẫn, công nghệ nền tảng cho mọi công nghệ khác.
    Công nghệ sản xuất chip đã có một bước tiến dài trong 30 năm qua. Hiện tại, một chip có khả năng chứa tới nửa tỷ transistor và sẽ còn tăng rất nhiều trong thời gian tới. Tất cả đều nhằm mục đích nhanh hơn, nhỏ hơn, tiết kiệm hơn.

    Trong lộ trình sản xuất chip từ 1970 đến 2020, Intel đã đầu tư rất lớn vào công nghệ. Và kết quả mang lại rất ấn tượng. Mật độ transistor trên đế silicon, tiêu chuẩn hàng đầu đánh giá hiệu năng của chip, không ngừng tăng lên. Trong khoảng 25 - 30 năm đầu của lộ trình 50 năm, cứ mỗi 3 năm, kích thước transistor lại giảm 0,7 lần, tức là cứ 3 năm lại chuyển sang một công nghệ, quy trình sản xuất mới. Trong thập kỷ này, chu kỳ thay đổi công nghệ được rút ngắn lại, còn 2 năm. Hiện tại, công nghệ 130nm (nonamet) đang phổ biến và công nghệ 90nm đang triển khai vào sản xuất. Đặc biệt là với công nghệ 90nm, Intel bắt đầu đưa vào áp dụng lần đầu tiên công nghệ 'strained silicon' (bán dẫn kéo dãn), là yếu tố rất quan trọng giúp tăng tốc độ của transistor một cách đáng kể, đồng nghĩa là tốc độ chung của chip (xem thêm phần strained silicon trong bài này).

    Không ngừng ở 90nm, thế hệ kế tiếp là công nghệ 65nm đang trong giai đoạn thử nghiệm và sẽ đưa vào sản xuất năm 2005. Intel đã đầu tư 10 tỷ USD vào nhà máy sản xuất theo công nghệ 65nm tại Ronler Acres. Sau đó sẽ là công nghệ 45nm, hiện đã có thiết kế cấu trúc. Một trong những nổi bật của công nghệ này là transistor 3 cổng (tri-gate), cho phép tạo ra cấu trúc 3 chiều, tận dụng tối đa không gian và nhờ đó tăng tốc độ xử lý.
    Nhưng đó chưa phải là tất cả. Intel đang thực hiện những mẫu thử cho hai thế hệ bán dẫn tiếp theo sau 45nm, công nghệ 32nm và 22nm, dự tính sẽ triển khai vào năm 2009 và 2010. Quy trình công nghệ 22nm sẽ có cấu trúc nhỏ hơn đường kính của phân tử DNA, điều này cho thấy được mức độ tinh vi và phức tạp của công nghệ sản xuất chip.

    Nhng cơ hội xu hướng hội tụ công nghê tính toán và truyền thông, các công nghệ cốt lõi mang tính động lực cho ngành công nghiệp bán dẫn sẽ mang lại những lợi ích gì cho cuộc sống con người? Đó là cơ hội kinh doanh cho những phân khúc thị trường khác nhau. Chúng ta sẽ đề cập tới 4 lĩnh vực lớn: môi trường tính toán xí nghiệp; công nghệ di động, bao gồm truy cập Internet không dây từ điện thoại cầm tay, PDA và máy tính xách tay; ngôi nhà số của các thiết bị điện tử tiêu dùng thông minh; và cuối cùng là cơ sở hạ tầng mạng.

    Hệ thống xí nghiệp. Một điều gần như hiển nhiên là Intel đang tạo ra những công nghệ và giải pháp có vai trò dẫn dắt nền công nghiệp tính toán - truyền thông. Các nhà quản lý xí nghiệp cần gì? Bảo mật, độ tin cậy và sự uyển chuyển của hệ thống trong môi trường làm việc cộng tác. Để đạt được điều này, cần thiết phải chấp nhận những công nghệ, những giải pháp mới. Những công nghệ mà Intel hướng tới là các chip xử lý dành cho môi trường xí nghiệp như Xeon - Itanium, kiến trúc I/O, bộ nhớ và các thành phần cơ bản khác, trong đó, BXL đóng vai trò chủ đạo.

    Hiện tại, đối với môi trường tính toán xí nghiệp 32-bit đang còn chiếm phần lớn thị trường, chip Xeon vẫn còn giữ vai trò rất quan trọng. Công nghệ HT (Hyper-Threading) đang có mặt trong toàn bộ dòng Xeon là yếu tố cơ bản để tăng hiệu năng của các ứng dụng xí nghiệp. Thế hệ Xeon tiếp theo sẽ được tăng cường bằng 2 nhân (2 CPU trong một chip) và sau đó sẽ là đa nhân (multi-core) vào khoảng năm 2005 với chip Tulsa.
    Ở mức cao hơn, tính toán 64-bit, là chip Itanium cũng đang đi theo hướng 'song song', tức nhiều CPU trong cùng một chip. Theo lộ trình sau năm 2004, các dòng chip 2 nhân và đa nhân trên nền tảng của Itanium sẽ có tên Montecito (2-nhân) và Tanglewood (đa nhân).

    Di động - phong cách làm việc mới, kiểu sống mới. Hiểu thế nào là di động? Một ai đó đi vòng quanh thế giới, luôn giữ liên lạc bằng điện thoại di động, kết nối không dây với CSDL của công ty thông qua PDA hay thực hiện những cuộc gọi voiceover IP bằng máy laptop với văn phòng ảo! Bất chấp mọi cách định nghĩa, di động giờ đây là một cách làm việc, một kiểu sống. Thiết kế cho di động làm thay đổi đặc thù của các sản phẩm, từ công nghệ, thiết kế phần cứng cho đến chức năng và tính khả chuyển của phần mềm.
    Kết nối không dây, như đã trình bày ở trên, đang là động lực tạo ra nhu cầu kết nối từ các thiết bị cầm tay, không chỉ điện thoại di động mà cả PDA và máy tính xách tay. Cùng với sự phát triển mạnh của chuẩn truyền thông không dây như WiFi và các thiết bị truy cập đầu cuối (trên thế giới hiện có hơn 40.000 hot spot,12,7 triệu điểm truy cập access point và 43 triệu card mạng vô tuyến đang được sử dụng) thì sự ra mắt của công nghệ Centrino Mobile là cột mốc đánh dấu sự bùng nổ tính toán di động.

    Trên cơ sở Centrino Mobile, thế hệ tiếp theo Sonoma sẽ được ra mắt vào cuối năm 2004, là một nền tảng gồm nhiều thành phần tích hợp lại, trong đó hạt nhân là BXL Dothan tích hợp 140 triệu transistor với công nghệ strained silicon.
    Đối với các thiết bị cầm tay như ĐTDĐ, PDA, Intel đưa ra BXL với công nghệ XScale Microarchitcture Processor. Bulverde, thế hệ tiếp theo của XScale sẽ tích hợp công nghệ Wireless MMX, hỗ trợ ứng dụng multimedia và công nghệ Wireless SpeedStep cho phép tiết kiệm pin của các thiết bị cầm tay.
    Ngôi nhà số. Việc truy cập vào các kho thông tin cá nhân bất kỳ từ chỗ nào trong nhà đã trở nên hiện thực nhờ các thiết bị, công nghệ và nền tảng mới. Sự hội tụ của các thiết bị tính toán, điện tử tiêu dùng, điện thoại cầm tay và truyền thông đang tạo ra những hình thức sử dụng mới: các ứng dụng nghiệp vụ cũng như dịch vụ giải trí. Trong ngôi nhà số của mình, chủ nhân có thể truy cập tới bất cứ thiết bị nào, bất cứ CSDL cá nhân nào của mình từ ngay trong nhà cũng như từ bên ngoài.

    Theo Wall Street Journal, 3 hình thức giải trí tại nhà được ưa chuộng nhất là xem TV, nghe nhạc và sử dụng PC. Chi phí cho các thiết bị số ngày càng tăng, chủ yếu nhắm vào máy ảnh số, máy nghe nhạc MP3, máy chơi DVD, máy quay video số...
    Nhằm thúc đẩy xu hướng số hoá các thiết bị điện tử tiêu dùng, Intel đã khởi xướng thành lập nhóm Digital Home Working Group bao gồm 17 công ty lớn, trong đó có Intel, IBM, HP, Microsoft, Sony, Samsung, Nokia, Panasonic, Fujitsu, NEC..., đặt trọng tâm vào việc tạo ra sự tương tác giữa các thiết bị điện tử tiêu dùng mà người dùng mong muốn. Nhóm này đã đạt được những tiến bộ rõ rệt.
    Một trong những sản phẩm mà Intel nhắm vào phân khúc thị trường này là hộp set-top thông minh được thực hiện theo thiết kế Intel 815 Digital Set-Top Box, hoạt động dựa trên chuẩn IP. Thiết kế này rất mạnh, sử dụng chip P4 với công nghệ HT và chạy trên hệ điều hành mới của Microsoft - phiên bản tiếp theo của Media Center. Set-top này tích hợp nhiều chức năng và có thể bổ sung cả DVD, quay video...

    Máy tính gia đình cũng là một trong những thiết bị giải trí được ưa chuộng nhất. Nhắm vào nhu cầu này, Intel công bố một loạt sản phẩm hoàn toàn mới: BXL Pentium 4 công nghệ HT, phiên bản Extreme Edition được thiết kế đặc biệt cho giới chơi game. Những máy PC loại này sẽ có trên thị trường trong vài tháng tới.
    Ngoài ra, thế hệ mới của các chuẩn âm thanh, đồ hoạ như Azalea, PCI Express cũng là những sản phẩm theo xu hướng trên.
    Cơ sở hạ tầng truyền thông. Ứng dụng module vào ngành truyền thông có thể tạo ra những hiệu quả mạnh: giảm giá thành sản phẩm, cải thiện hiệu quả thiết kế, tăng lợi nhuận. Intel và các nhà công nghiệp hàng đầu khác tin tưởng rằng đây là thời điểm cho việc module hóa các thiết bị truyền thông. Trong nhiều năm, các thiết bị truyền thông được thiết kế theo yêu cầu cụ thể bởi sự đòi hỏi cao về độ tin cậy, độ ổn định và hiệu năng. Tuy nhiên, với sự phát triển của những thành phần module chuẩn, được thiết kế theo yêu cầu cho từng mức thị trường, các nhà sản xuất có cơ hội lựa chọn cả phần cứng và phần mềm thích hợp cho nền tảng của mình.
    Các thành phần module chuẩn trong thiết bị truyền thông, những hệ thống mà Intel và các đối tác đã thiết lập cho phân khúc thị trường này, và tác động của nó lên việc phát triển cho các thế hệ thiết bị mạng mới sẽ được đề cập ở bài viết chi tiết hơn trong số sau.

                                                                                                   

     

     

     

    ID: A0310_74