Tại sự kiện GTC 2023 đang diễn ra, Nvidia đã công bố việc hợp tác giữa họ cùng những đơn vị hàng đầu của ngành gia công bán dẫn toàn cầu: TSMC, ASML và Synopsys để tăng tốc nghiên cứu những giải pháp thiết kế và gia công chip bán dẫn thế hệ mới, giữa thời điểm những công nghệ gia công chip hiện giờ đang chạm tới giới hạn vật lý.
Cụ thể hơn, Nvidia vừa công bố thư viện phần mềm cuLitho, ứng dụng sức mạnh của GPU để tăng tốc nghiên cứu phát triển thiết kế kiến trúc và tiến trình chip trong tương lai. Hiện tại, đơn vị gia công TSMC lẫn nhà sản xuất thiết bị gia công ASML, hay hãng phát triển phần mềm thiết kế chip (EDA) Synopsys đều đã và đang ứng dụng thư viện cuLitho để nghiên cứu và phát triển sản phẩm.
15 năm qua, Nvidia đã có ngôn ngữ lập trình CUDA, phục vụ những phầm mềm và ứng dụng vận hành dựa vào sức mạnh của kiến trúc nhân CUDA trên GPU của Nvidia. Bản thân thư viện cuLitho là một phần mở rộng của CUDA, được tối ưu riêng cho nhu cầu gia công bán dẫn, tăng tốc phát triển những công nghệ in quang khắc tấm silicon thành những con chip xử lý.
Nvidia nói cuLitho kết hợp với sức mạnh GPU của hãng sẽ cho phép tăng tốc độ xử lý nghiên cứu phát triển sản phẩm bán dẫn lên gấp 40 lần so với việc sử dụng CPU phổ quát. Nhờ đó, các hãng vừa có thể tiết kiệm thời gian, vừa tiết kiệm được điện năng vận hành hệ thống. Nvidia khoe rằng, 500 cụm máy chủ DGX H100 kiến trúc Hopper có sức mạnh ngang ngửa 40 nghìn chip CPU máy chủ, vì có khả năng xử lý song song đồng thời nhiều tác vụ nghiên cứu, nhưng điện năng vận hành hệ thống chỉ bằng một phần nhỏ.
Lấy ví dụ, những đơn vị gia công có thể tạo ra những photomask, tức là những tấm mặt nạ quang với những khu vực lộ sáng, để thực hiện quang khắc lên tấm wafer chỉ trong một đêm nếu ứng dụng cả cuLitho lẫn GPU của Nvidia. Khoảng thời gian này hiện giờ là khoảng 2 tuần nếu ứng dụng giải pháp cũ.
Khi thế giới đang chạy đua phát triển tiến trình 2nm, hoặc thậm chí nhỏ hơn trong tương lai, điều đó đòi hỏi những hình khối cực kỳ nhỏ, những tính toán phức tạp và quy trình tạo photomask không được phép có chi tiết sai sót. Vậy nên chuyển bớt phần việc sang GPU là ý tưởng hợp lý. Khi định luật Moore càng lúc càng có xu hướng phát triển chậm lại, những công nghệ mới chắc chắn là điều kiện cần để tối ưu những công nghệ gia công bán dẫn cao cấp, ví dụ như quang khắc EUV chẳng hạn. Khi ấy, những con chip cực kỳ phức tạp với mật độ transistor khủng khiếp trên bề mặt die chỉ bằng đầu ngón tay không chỉ trở nên khả thi, mà còn tăng cả tốc độ nghiên cứu nữa.
Và cũng rất có thể, sự ra mắt của cuLitho và ứng dụng CUDA vào phát triển chip bán dẫn sẽ là một bước ngoặt khác cho Nvidia, hệt như thời điểm họ bắt đầu canh bạc nghiên cứu và phát triển chip GPU chuyên biệt cho nhu cầu xử lý AI, thứ mà hiện giờ họ đang được hái quả ngọt.
Cụ thể hơn, Nvidia vừa công bố thư viện phần mềm cuLitho, ứng dụng sức mạnh của GPU để tăng tốc nghiên cứu phát triển thiết kế kiến trúc và tiến trình chip trong tương lai. Hiện tại, đơn vị gia công TSMC lẫn nhà sản xuất thiết bị gia công ASML, hay hãng phát triển phần mềm thiết kế chip (EDA) Synopsys đều đã và đang ứng dụng thư viện cuLitho để nghiên cứu và phát triển sản phẩm.
15 năm qua, Nvidia đã có ngôn ngữ lập trình CUDA, phục vụ những phầm mềm và ứng dụng vận hành dựa vào sức mạnh của kiến trúc nhân CUDA trên GPU của Nvidia. Bản thân thư viện cuLitho là một phần mở rộng của CUDA, được tối ưu riêng cho nhu cầu gia công bán dẫn, tăng tốc phát triển những công nghệ in quang khắc tấm silicon thành những con chip xử lý.
Nvidia nói cuLitho kết hợp với sức mạnh GPU của hãng sẽ cho phép tăng tốc độ xử lý nghiên cứu phát triển sản phẩm bán dẫn lên gấp 40 lần so với việc sử dụng CPU phổ quát. Nhờ đó, các hãng vừa có thể tiết kiệm thời gian, vừa tiết kiệm được điện năng vận hành hệ thống. Nvidia khoe rằng, 500 cụm máy chủ DGX H100 kiến trúc Hopper có sức mạnh ngang ngửa 40 nghìn chip CPU máy chủ, vì có khả năng xử lý song song đồng thời nhiều tác vụ nghiên cứu, nhưng điện năng vận hành hệ thống chỉ bằng một phần nhỏ.
Lấy ví dụ, những đơn vị gia công có thể tạo ra những photomask, tức là những tấm mặt nạ quang với những khu vực lộ sáng, để thực hiện quang khắc lên tấm wafer chỉ trong một đêm nếu ứng dụng cả cuLitho lẫn GPU của Nvidia. Khoảng thời gian này hiện giờ là khoảng 2 tuần nếu ứng dụng giải pháp cũ.
Khi thế giới đang chạy đua phát triển tiến trình 2nm, hoặc thậm chí nhỏ hơn trong tương lai, điều đó đòi hỏi những hình khối cực kỳ nhỏ, những tính toán phức tạp và quy trình tạo photomask không được phép có chi tiết sai sót. Vậy nên chuyển bớt phần việc sang GPU là ý tưởng hợp lý. Khi định luật Moore càng lúc càng có xu hướng phát triển chậm lại, những công nghệ mới chắc chắn là điều kiện cần để tối ưu những công nghệ gia công bán dẫn cao cấp, ví dụ như quang khắc EUV chẳng hạn. Khi ấy, những con chip cực kỳ phức tạp với mật độ transistor khủng khiếp trên bề mặt die chỉ bằng đầu ngón tay không chỉ trở nên khả thi, mà còn tăng cả tốc độ nghiên cứu nữa.
Và cũng rất có thể, sự ra mắt của cuLitho và ứng dụng CUDA vào phát triển chip bán dẫn sẽ là một bước ngoặt khác cho Nvidia, hệt như thời điểm họ bắt đầu canh bạc nghiên cứu và phát triển chip GPU chuyên biệt cho nhu cầu xử lý AI, thứ mà hiện giờ họ đang được hái quả ngọt.
