• Chủ Nhật, 05/04/2009 06:48 (GMT+7)

    Bộ xử lý: Đổi thay từ Phenom II

    Tiếp nối dòng vi xử lý Shanghai dành cho máy chủ, cuối cùng AMD đã tung ra những BXL Phenom II áp dụng công nghệ sản xuất 45nm cho máy tính để bàn. Phenom II có gì mới so với tiền bối vốn được sản xuất trên nền công nghệ 65nm?

    Công nghệ 45nm

    Sự thay đổi được xem là quan trọng nhất trong những BXL Phenom II so với thế hệ Phenom chính là việc sử dụng công nghệ 45nm, mang tính quyết định đến những thay đổi hiệu năng cũng như khả năng tiết kiệm năng lượng.

    Để đưa được những transistor về kích thước 45nm, lần đầu tiên, AMD phải sử dụng đến công nghệ in quang khắc trong chất lỏng (immersion lithography) thay cho công nghệ in quang khắc trong công nghệ 65nm. Công nghệ trên sử dụng một chất lỏng đặt giữa nguồn sáng và lớp chất liệu bán dẫn mỏng (thường dùng tinh thể silicon) để tăng độ phân giải (resolution) tại điểm mà ánh sáng tập trung vào nhằm vượt qua giới hạn kích thước 50nm của hầu hết công nghệ hiện nay. Một ưu điểm khác của công nghệ mới này là nó có thể vượt qua giới hạn 45nm. Vì vậy, hiện tại, công nghệ in quang khắc trong chất lỏng này cũng đang bắt đầu được Intel sử dụng vào quy trình công nghệ 32nm dùng cho các BXL Westmere trong tương lai. Ngoài ra, các transistor còn sử dụng các chất điện môi high-k (k là hằng số điện môi) thay cho lớp cách điện silicon dioxide (SiO2) cũ cũng như thay thế cực cổng (gate) thường polysilicon bằng các cổng cực kim loại phù hợp hơn với chất liệu điện môi high-k mới. Nhờ vậy, hiện tượng rò rỉ điện năng xuất hiện từ các thế hệ transistor dùng công nghệ 65nm về trước do lớp cách điện SiO2 quá mỏng sẽ bị loại bỏ.

    Trong Phenom II, nhờ các transistor đạt kích thước 45nm nên mật độ transistor trên các đế (die) BXL sẽ cao hơn - mỗi đế bên trong BXL Phenom II tuy kích thước chỉ còn 258mm2 nhưng lại có đến 758 triệu transitor (so với BXL Phenom kích thước mỗi đế là 283mm2 nhưng chỉ chứa được 463 triệu transistor). Hiệu quả của những thay đổi trên cho ra đời những BXL tiết kiệm điện, giảm được rò rỉ điện năng và hứa hẹn đạt mức xung nhịp cũng như hiệu năng cao hơn so với Phenom 65nm có thể chạm đến (hiện nay BXL AMD Phenom II X4 940 đã đạt đến xung nhịp 3GHz so với 2,6GHz của BXL mạnh nhất thế hệ Phenom đầu tiên Phenom X4 9950).

    Bộ nhớ đệm L3

    Nếu đã từng tìm hiểu chi tiết về thế hệ BXL Phenom của AMD thì bạn có thể nhận thấy Phenom II thực chất không có quá nhiều thay đổi so với bậc tiền bối. Về mặt thiết kế, các BXL Phenom II tiếp tục "trung thành" với kiến trúc K10 dùng cho những BXL Phenom trước đây. Trong kiến trúc K10 này, các nhân xử lý được xem như hoàn toàn độc lập với nhau khi được trang bị riêng những bộ nhớ đệm (cache) L1 dung lượng 128KB và L2 dung lượng 512KB. Tuy nhiên, thế mạnh của các BXL kiến trúc K10 là có một cache L3 dùng chung cho tất cả các nhân xử lý.

    Cache L3 đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi dữ liệu giữa các nhân trong những BXL đa nhân như Phenom II, giúp BXL có thể giải quyết tốt hơn các ứng dụng xử lý song song thường đòi hỏi hoạt động cũng như sự giao tiếp giữa tất cả các nhân. Do đó, cache L3 dung lượng lớn và độ trễ thấp hơn sẽ giúp cải thiện hiệu năng của BXL. Vì vậy, trong thế hệ Phenom II, AMD đã trang bị một cache L3 có dung lượng đến 4MB hay 6MB với độ trễ giảm thêm 2 chu kỳ so với cache L3 dung lượng 2MB của Phenom cũ. Ngoài ra, trong các BXL Phenom II thì cache L3 còn đóng một vai trò quan trọng trong việc tiết kiệm điện năng sẽ được đề cập trong phần về các công nghệ tiết kiệm năng lượng.

    Socket AM3 và hỗ trợ DDR3

    AMD được xem là người đi tiên phong trong việc đưa chip điều khiển bộ nhớ vào trong các BXL và cách làm này tiếp tục được "truyền" cho các BXL Phenom đầu tiên cũng như Phenom II. Tuy nhiên, cũng có nét mới trong khả năng hỗ trợ bộ nhớ của các BXL Phenom II.

    Như đã biết, chip bộ nhớ tích hợp trong Phenom có khả năng hỗ trợ loại bộ nhớ DDR2 với xung nhịp lên đến 1066MHz. Trong khi đó, Phenom II không chỉ hỗ trợ DDR2 mà còn có thể tương thích với bộ nhớ DDR3 xung nhịp đạt 1333MHz. Một cách chi tiết, dòng Phenom II chia thành hai nhóm chính gồm những BXL chạy trên socket AM2+ cũ chỉ hỗ trợ DDR2 (hiện có hai BXL AMD Phenom II X4 940 và 920) và những BXL đi cùng socket AM3 (các BXL AMD Phenom II X4 8xx hay X3 7xx). Các BXL chạy trên nền socket AM3 cũng tương thích ngược với socket AM2+, nghĩa là bạn có thể gắn chúng trên các BMC dành cho Phenom cũ và đi kèm theo hệ thống phải là bộ nhớ DDR2. Trong khi đó, khi được đặt trên socket AM3 thì BXL Phenom II có thể chạy với RAM DDR3. Tuy nhiên, cần lưu ý là bạn sẽ không thể đặt một BXL socket AM2+ (940 chân) vào socket AM3 (938 chân).

    Công nghệ Cool ‘n Quiet 3.0

    Cool n Quiet là một trong những công nghệ quen thuộc của AMD được ứng dụng cho các BXL nhằm tiết kiệm điện năng tiêu thụ trong thời gian hoạt động một cách hiệu quả nhất mà không ảnh hưởng đến hiệu năng của hệ thống. Đối với Cool n Quiet 2.0 trong Phenom trước đây thì công nghệ này bao gồm một số tính năng chính: Dual Dynamic Power Management, CoolCore, Independent Dynamic Core. Dual Dynamic Power Management cung cấp hai đường nguồn độc lập dành cho nhân xử lý và chip điều khiển bộ nhớ tích hợp, cho phép chip bộ nhớ tích hợp vẫn có thể hoạt động tối đa mà không chịu ảnh hưởng khi các nhân đang trong trạng thái nghỉ. CoolCore cho phép tắt mở các phần luận lý không cần thiết trong BXL để tiết kiệm năng lượng (ví dụ khi chip bộ nhớ đang đọc dữ liệu từ RAM thì phần luận lý ghi sẽ được tắt đi). Trong khi đó, công nghệ Independent Dynamic Core tự động điều chỉnh xung nhịp của các nhân một cách độc lập nhằm phù hợp với yêu cầu công việc của hệ thống.

    Đối với phiên bản 3.0 của Cool n Quiet được tích hợp trong các BXL Phenom II thì AMD đã bổ sung thêm một công nghệ tiết kiệm năng lượng Smart Fetch để tận dụng cache L3 của hệ thống. Thay vì chuyển các nhân không sử dụng qua trạng thái ngủ (sleep state) thì công nghệ này sẽ giúp bạn tắt hoàn toàn các nhân xử lý "rảnh rỗi" trong BXL Phenom II bằng cách chuyển dữ liệu trong cache L1 và L2 của mỗi nhân vào cache L3 và dùng cờ đánh dấu để các nhân còn đang hoạt động không ghi vào vùng nhớ đó. Sau đó, khi hệ thống cần sử dụng lại các nhân trên thì các khối dữ liệu đang trữ tạm trên cache L3 sẽ được trả lại vị trí trên cache L1, L2. Ngoài ra, ngay chính công nghệ 45nm cũng là một phần trong công nghệ Cool n Quiet 3.0 để tránh sự hao phí điện năng do rò rỉ điện khi Phenom II hoạt động.

    Tiếp sức cho “Rồng"

    Đối với giới game thủ đam mê công nghệ thì có lẽ không còn quá xa lạ với nền tảng máy tính để bàn Spider của AMD nhờ sự kết hợp của ba thành phần máy tính được đánh giá là mạnh mẽ nhất của AMD vào thời điểm đó: BXL AMD Phenom, dòng chipset AMD 7xx và card đồ họa dùng GPU ATI Radeon HD 38xx. Một năm sau sự ra đời của Spider, AMD đã tiếp tục giới thiệu đến người dùng nói chung và đặc biệt các game thủ nền tảng Dragon đi cùng với các BXL Phenom II mới. Cũng như Spider thì bên cạnh BXL Phenom II, Dragon còn cần có card đồ họa GPU ATI Radeon HD 48xx và dòng chipset cao cấp quen thuộc AMD 7xx. Chúng ta đã đề cập khá chi tiết về Phenom II nên giờ đây chipset và GPU sẽ là hai vấn đề cần quan tâm.

    Bộ xử lý đồ họa GPU Radeon HD 48xx vẫn được trang bị DirectX 10.1 như tiền bối Radeon 38xx với nhiều tính năng cải tiến: khả năng phủ vân bề mặt và đổ bóng mới, cải tiến chức năng khử răng cưa. Các tính năng mới của DirectX 10.1 cho phép nhiều kỹ thuật xử lý đồ họa mới có thể gia tăng chất lượng và sự trung thực của hình ảnh trong các game 3D. Quá trình đổ bóng cũng được giữ ở mức công nghệ Shader Model 4.1. Không những thế, dòng card đồ họa này còn được hỗ trợ các công nghệ nhằm nâng cao hiệu năng xử lý hình ảnh: tích hợp bộ giải mã video HD UVD 2 (Unified Video Decoder 2) giúp giảm tải BXL và ổn định tốc độ giải mã video, công nghệ AVT (Accelerated Video Transcoding) tăng tốc các quá trình chuyển đổi định dạng, xử lý video... Công nghệ ATI Avivo HD làm tăng độ tươi sáng của màu sắc, độ nét của hình ảnh. Ngoài ra, còn phải kể đến công nghệ giúp tiết kiệm năng lượng ATI PowerPlay và công nghệ hợp nhất các quá trình đổ bóng đỉnh, điểm và đổ bóng hình học truyền thống của các dòng card đồ họa ATI. Hiện nay, AMD đã đưa ra thị trường ba dòng sản phẩm cao cấp là Radeon HD 4850, 4870 và 4870 X2 (hai GPU), sản phẩm phổ thông Radeon HD 4830.

    Đối với chipset 7xx, có lẽ người dùng đã rất quen thuộc do đây là thành phần duy nhất còn "sót lại" từ thế hệ nền tảng Spider. Hiện tại, chỉ với một bước cập nhật BIOS trên một số BMC chipset 7xx cũ là người dùng đã có thể tận dụng tối đa các công nghệ được hỗ trợ bởi BXL Phenom II mới như: Cool n Quiet 3.0 hay HyperTransport 3.0. Ngoài ra, dòng chipset 7xx cũng tương thích với tiện ích "cây nhà lá vườn" AMD OverDrive, dùng vào việc quản lý các thông tin trên hệ thống chạy BXL AMD cũng như có thể dùng vào việc ép xung.

    Trong danh sách các chipset dòng 7xx hiện nay, bên cạnh những cái tên đã quá quen thuộc như AMD 790FX hay 790X cao cấp có khả năng hỗ trợ công nghệ đồ họa đa nhân ATI CrossFireX cũng đã xuất hiện thêm chipset phổ thông 780G tích hợp đồ họa Radeon HD 3200 và cung cấp công nghệ đồ họa lai Hybrid CrossFireX. Tuy nhiên, nổi bật và cũng là mới mẻ nhất trong dòng chipset này là chipset cao cấp 790GX có tích hợp GPU Radeon HD 3300, cho phép người dùng thiết lập cả hai công nghệ đa nhân đồ họa rời ATI CrossFireX và đồ họa lai Hybrid CrossFireX.

    Kết luận

    Có thể nói, tuy không có những thay đổi lớn về mặt kiến trúc nhưng với một số cải tiến quan trọng, đặc biệt là bước chuyển mình từ công nghệ 65nm lên công nghệ 45nm, các BXL Phenom II đã bắt đầu có những bước tiến đáng kể về hiệu năng cũng như vấn đề tiêu thụ năng lượng so với các thế hệ BXL trước kia của AMD. Ngoài ra, mức giá khá hợp lý (chưa đến 300USD) dành cho Phenom II có lẽ cũng sẽ là một động lực để hướng người dùng đến với dòng vi xử lý cao cấp nhất này của AMD. Đoàn Nam

    Đoàn Nam

    ID: A0903_88