• Thứ Sáu, 26/10/2007 06:41 (GMT+7)

    Định luật Moore tiếp tục...

    Diễn đàn IDF 2007 đánh dấu những bước tiến mới của ngành công nghiệp CNTT-TT bằng việc đưa ra các công nghệ nền tảng: vi xử lý bắt đầu chuyển sang qui trình sản xuất 45nm và nhắm tới 32nm với kiến trúc mới; di động và kết nối không dây; và môi trường cộng tác ảo với Internet 3D.

    Diễn Đàn Phát Triển Intel 2007 (IDF) đánh dấu những bước tiến mới của ngành công nghiệp CNTT–TT bằng việc đưa ra các công nghệ nền tảng: công nghiệp vi xử lý bắt đầu chuyển sang qui trình sản xuất 45nm và nhắm tới qui trình 32nm với kiến trúc mới; di động và kết nối không dây; và môi trường cộng tác ảo với Internet 3-D.

    45nm CHÍNH THỨC VÀO CUỘC

    Paul Otellini – Chủ tịch và Giám đốc điều hành Intel trình diễn tấm silicon (wafer) chứa các BXL Penryn được sản xuất theo quy trình công nghệ mới 45nm Hi-k.

     

    Công nghệ vi xử lý luôn là điểm nhấn quan trọng nhất của diễn đàn IDF nói chung, và IDF 2007 nói riêng. Tại sự kiện lần này, Intel công bố bắt đầu đưa qui trình 45nm Hi-k metal gate vào sản xuất Penryn, thế hệ bộ vi xử lý mới dựa trên nền tảng công nghệ mang tính cách mạng, hoàn toàn không sử dụng chì, với hiệu năng tăng 20%, giá thành hạ, tiêu thụ ít năng lượng. Vào tháng 11 này, Penryn sẽ có mặt trên thị trường và dần dần thay thế hoàn toàn BXL Pentium, Xeon được sản xuất theo quy trình 65nm vào cuối năm 2008.

    Các bộ xử lý họ Penryn mới, cùng với họ Silverthorne (sẽ có vào đầu năm sau) không chỉ được sản xuất theo quy trình mới 45nm mà bên trong đó còn có sự thay đổi về vi kiến trúc. Kiến trúc Enhanced Intel Core Microarchitecture được sử dụng trong các BXL 65nm hiện nay được thay thế bằng kiến trúc mới có nhiều cải tiến và nâng cấp, trong đó cache L2 được nâng từ 8 lên 12MB.


     

    Hình 1
    . So sánh BXL Xeon theo công nghệ 65nm và 45nm Hi-k.

    Hình 1 là ví dụ về BXL Xeon, cho thấy sự vượt trội của công nghệ 45nm so với 65nm: Diện tích đế nhỏ hơn, nhiều transistor hơn, cache L2 lớn hơn...

    Intel đã có kế hoạch tung ra 15 loại BXL 45nm mới từ giờ cho tới cuối năm nay và 20 loại khác trong quý I năm 2008.

    Vào nửa cuối năm 2008, Intel sẽ đưa ra Nehalem, BXL theo công nghệ 45nm Hi-k với vi kiến trúc mới, chứa 731 triệu transistor. Đây sẽ là BXL hoàn toàn mở rộng có thiết kế hệ thống động và thể hiện được đầy đủ ưu thế của công nghệ 45nm Hi-k: hiệu năng cao, tiêu thụ ít điện năng và nhiều cải tiến công nghệ khác. Với Nehalem, Intel sẽ sử dụng Hafnium thay thế cho Silicon (xem phần "Công nghệ High-k metal gate").

      Bảng 1  
      Các loại chip trong họ BXL Intel Penryn  
      Server     Máy để bàn     Máy xách tay  
      BXL Intel Xeon

    4-lõi Harpetown
    - 12BM cache
    - 120W, 80W, 40W

    2-lõi Wolfdale-DP
    - 6MB cache
    - 80W, 65W, 40W

    Dunnington
    - Socket tương thích với Xeon 7300
    - Sẽ có vào cuối 2008
       

    Intel Core 2 Extreme và Intel Core 2 Quad (Yorkfield)
    4-lõi
    - Tới 12MB cache
    - 95W (MS)
    - 130W (XE)
    - Sẽ có vào cuối 2007, đầu 2008

    BXL Intel Core 2 Duo (Wolfdate)
    2-lõi
    Tới 6MB cache
    - 65W
    - Sẽ có vào đầu 2008

       

    Intel Core 2 Extreme và Intel Core 2 Duo (Penryn)
    - Có tới 6MB L2 cache
    - Công suất khác nhau
    - Sẽ có vào đầu 2008

     
         

    Xa hơn 45nm

    Bên cạnh việc chuyển sang công nghệ sản xuất 45nm, Intel đã giới thiệu chip nhớ đầu tiên được sản xuất theo công nghệ 32nm. Đây là loại chip nhớ SRAM sử dụng công nghệ Hi-k metal gate thế hệ thứ 2 có mức độ tích hợp cực kỳ cao, chứa tới 1,9 tỷ transistor và có kích thước chỉ bằng ½ so với chip theo quy trình 45nm. Theo dự tích, Intel sẽ đưa quy trình 32nm vào sản xuất hàng loạt vào năm 2009.

      Bảng 2  
      Định luật Moore tiếp tục được khẳng định bằng những bước tiến triển công nghệ logic của Intel.  
      Ký hiệu mã quy trình      P1264       P1266     P1268     P1270  
      Quy trình công nghệ        65nm     45nm     32nm     22nm  
      Bắt đầu sản xuất        2005     2007     2009     2011  

    DI ĐỘNG VÀ KẾT NỐI KHÔNG DÂY


     

                    Hình 2
    . Chip SRAM mới xuất hiện sau mỗi 2 năm

    Một nền tảng mới sắp được Intel đưa ra cho máy tính xách tay – Santa Rosa Refresh (Santa Rosa mới), được xây dựng nhắm vào hiệu năng, thời gian làm việc của pin, hình thức bên ngoài và kết nối không dây.

    Santa Rosa Refresh sẽ được công bố vào đầu năm sau, là bản cập nhật của công nghệ BXL Centrino, bao gồm BXL di động thế hệ mới theo công nghệ 45nm high-k (Penryn) và các tính năng đồ họa tăng cường. Với BXL di động Penryn, máy tính xách tay sẽ có hiệu năng và thời gian làm việc lâu hơn; và hơn nữa nền tảng Santa Rosa Refresh sẽ tập trung vào công nghệ đồ họa nhằm cải thiện các tính năng hiển thị, đặc biệt là với các ứng dụng hỗ trợ DirectX 10.

    Sau đó, vào giữa năm 2008, Intel sẽ cho ra mắt công nghệ BXL thế hệ kế tiếp Montevina, là công nghệ bao gồm chip xử lý high-k Penryn kết hợp với chipset mới hỗ trợ bộ nhớ DDR3, chỉ có mức tiêu thụ năng lượng 25W. Đây sẽ là bộ xử lý Centrino đầu tiên của Intel dành cho máy tính xách tay được tích hợp công nghệ Wi-Fi và WiMAX. Montevina cũng tích hợp luôn khả năng hỗ trợ công nghệ HD-DVD/Blu-ray và các tính năng quản lý dữ liệu và bảo mật thế hệ mới. Điểm đáng lưu ý là với quy trình 45nm, Montevina và các thành phần khác sẽ có kích thước nhỏ hơn 40%, rất lý tưởng cho các máy tính xách tay loại nhỏ.

    Hình 3. Xe ô tô điện được trang bị hệ thống định vị GPS hoạt động thông qua công nghệ WiMAX. Ứng dụng chạy trên MTXT sử dụng chip Santa Rosa với module Echo-Peak.

     

    Về Wi-Fi, Intel và Cisco đã cùng làm việc và đang thử nghiệm chuẩn 802.11n bản 2.0, giúp tăng cường hiệu năng và đảm bảo độ tin cậy tương tác giữa các máy xách tay chạy Intel Centrino và mạng không dây của Cisco.

    Intel cũng giới thiệu Echo Peak, module kết nối không dây đầu tiên trên thế giới tích hợp cả Wi-Fi và WiMAX. Đây sẽ là một tuỳ chọn dành cho máy tính xách tay sử dụng Montevina (công nghệ xử lý Centrino thế hệ mới) trong năm 2008.

    Một loạt các nhà sản xuất OEM, bao gồm Acer, Asus, Lenovo, Panasonic và Toshiba đã cam kết đưa hệ thống nhúng WiMAX vào các sản phẩm PC của mình.

    Với nhu cầu ngày càng tăng của người dùng di động về liên lạc, cập nhật thông tin, giải trí trong khi di chuyển, Intel đã đưa ra những nền tảng kiến trúc mới cho phép giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng của CPU và các thành phần khác trong thiết bị tính toán, thiết bị truy cập hay gọi chung là UMD (ultramobile device – thiết bị siêu di động).


     

      Hình 4, Một số mẫu sản phẩm UMD từ các nhà sản xuất khác nhau

    • Intel Menlow, nền tảng mới cho phép người dùng truy cập Internet dễ dàng từ các thiết bị bỏ túi, sẽ được Intel đưa ra vào nửa năm đầu 2008. Menlow là nền tảng dựa trên chip xử lý mới năng lượng thấp sử dụng công nghệ Hi-k 45nm có tên Silverthorne và bộ chipset mới Poulsbo. Với Menlow, mainboard dựa trên hệ này sẽ có kích thước nhỏ cỡ 74x143mm, thích hợp cho các thiết bị cầm tay. Silverthorne sẽ có mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn 10 lần so với các chip xử lý năng lượng thấp hiện nay.

    • Intel “Moorestown” là nền tảng dựa trên quy trình 45nm, bao gồm SOC (system on chip) và Communication Hub (CH). SOC là hệ thống tích hợp bộ xử lý, video, điều khiển bộ nhớ trên một chip. Còn CH cung cấp khả năng I/O cho lưu trữ, các tính năng kết nối không dây.

    Cùng với việc đưa ra những nền tảng công nghệ di động dành cho các thiết bị tính toán cầm tay, Intel đã nhận được sự hưởng ứng của nhiều nhà sản xuất, thể hiện qua các mối hợp tác, liên minh... nhằm cùng đầu tư, nghiên cứu, phát triển các sản phẩm đầu cuối dựa trên công nghệ của Intel.

     

    CÔNG NGHỆ “HIGH-K METAL GATE”

     
      Như đã biết, thành phần cơ bản tạo nên tất cả các chip máy tính là transistor. Trong hàng chục năm qua, các công ty sản xuất vi mạch, trong đó dẫn đầu là Intel, đã sử dụng silicon dioxide (SiO2) để làm transistor trong các quy trình sản xuất logic. Tuy nhiên, với mức độ ngày càng tinh vi của vi mạch, hiện tượng rò rỉ điện tích trong transistor có xu hướng tăng lên. Quản lý được sự rò rỉ là vấn đề rất quan trọng đối với sự vận hành ổn định với tốc độ cao của bản thân chip, và đang trở nên ngày càng cấp thiết.
    Intel đã tìm ra giải pháp mang tính đột phá cho vấn đề này. Thay vì dùng silicon dioxide để làm transistor, các kỹ sư của Intel đã sử dụng vật liệu mới, gọi là “high-k”, hay “Hi-k”, viết tắt từ “high dielectric constant”, nghĩa là chất có hệ số điện môi cao (k).
    Hệ số này cho biết vật liệu có thể giữ điện tích trong bao lâu. Vật liệu khác nhau có khả năng giữ điện tích trong khoảng thời gian khác nhau (hệ số “k”). Nếu lấy không khí có hệ số “k” là 1, thì SiO2 có “k” là 3,9.
    Sử dụng vật liệu mới để chế tạo transistor cho phép giảm mức rỏ rỉ điện tới 100 lần. Hơn nữa, hệ số điện môi còn liên quan trực tiếp đến hiệu năng transistor, hệ số càng cao, khả năng tích điện của transistor càng lớn hơn, càng chuyển trạng thái “mở”, “tắt” chính xác.
    Ngoài ra, “High-k” còn có những ưu điểm khác, cho phép giải quyết nhiều vấn đề công nghệ trong sản xuất và vận hành chip.
    Vật liệu dùng để thay thế SiO2 chắc chắn phải có “k” cao hơn 3,9, đó là hafnium dioxide (HfO2), zirconium dioxide (ZrO2) và titanium dioxide (TiO2).
    Hiện tại, Intel đang và sẽ dùng Hafnium để dần thay thế Silicon trong sản xuất vi mạch. BXL Nehalem có mặt vào nửa cuối năm 2008 sẽ được sản xuất theo công nghệ sử dụng hoàn toàn Hafnium.
     

    Nhật Thanh

    ID: A0710_117