Phân tích kiến trúc vi xử lý Intel Lunar Lake - Phần 1: “Nhảy cóc” lên 8-wide

Lư Thế Nghĩa
4/8/2024 3:55Phản hồi: 91
Phân tích kiến trúc vi xử lý Intel Lunar Lake - Phần 1: “Nhảy cóc” lên 8-wide
Sau nhiều năm liền ngủ quên để các đối thủ lần lượt vượt mặt, gã khổng lồ x86 nay đang tăng tốc một cách chóng vánh với Lunar Lake là bước nhảy đầu tiên.

Năm 2024 này dường như là một dấu mốc quan trọng trên thị trường vi xử lý toàn cầu, khi các đại diện ARM (RISC - Reduced Instruction Set Computer) đang tỏ ra thắng thế với những cái tên Apple và Qualcomm. Bản thân AMD tuy cũng khả quan hơn Intel nhưng với đặc trưng kiến trúc x86 (CISC - Complex Instruction Set Computer), tương lai về việc kiến trúc nào sẽ được giới công nghệ ưu ái là cuộc đấu trí mà mọi CEO các công ty chip sẽ phải đau đầu tính toán. Bản thân con chip Lunar Lake (LNL) được bàn trong nội dung này chỉ là một mảnh ghép về mặt lâu dài.

Sơ lược thị trường vi xử lý nhiều năm qua


Về cơ bản mà nói, cho tới 2015 trở về trước đó, có thể chia x86 và ARM ra 2 phân khúc máy tính (khổ lớn) và di động (cầm tay) hoặc thiết bị nhúng. Xu thế sản phẩm này dẫn tới kiểu suy nghĩ rập khuôn là x86 chỉ phù hợp với ai cần sức mạnh tính toán còn ARM chỉ dành cho tiết kiệm điện. Tư duy này không hẳn sai nhưng cho thấy sự hiểu biết không đầy đủ về bản chất x86 lẫn ARM.

Atom in Smartphones 1.jpg
Atom in Smartphones 2.jpg

Intel Atom từng được dùng trên smartphone Android nhiều năm trước, nhưng chạy giả lập nên hiệu năng rất thấp

Trên thực tế, x86 vẫn có thể tiết kiệm điện và ARM vẫn có thể dùng cho hiệu năng cao. Ví dụ điển hình như Intel Atom Z từng dùng trên một số mẫu smartphone Android nhiều năm trước. Tuy nhiên đáng buồn là nó đã không thành công do có 3 nguyên nhân chủ đạo. Trước hết là sự cạnh tranh quá gay gắt từ các đối thủ ARM, hầu như các thương hiệu smartphone Android phổ biến chỉ dùng chip Qualcomm, Samsung hoặc MediaTek. Sau đó là việc phải chạy giả lập vì nhiều ứng dụng Android chỉ được viết cho ARM, khiến cho hiệu năng bị tụt giảm. Cuối cùng là Intel không mạnh về hạ tầng viễn thông (Intel mạnh Wi-Fi, Bluetooth nhưng bước sang 2G/3G/4G là sân nhà của Qualcomm, Broadcom...). Kết cục là Atom Z bị "vùi dập tơi tả" vì không tạo ra được hệ sinh thái đủ mạnh trên di động.

Qua tới ARM, thực tế cho thấy kiến trúc này vẫn có thể cho sức mạnh cao khi cần thiết. Ví như siêu máy tính Fugaku của Nhật từng đứng đầu TOP500 vào 2020. Gần gũi hơn chúng ta có những con chip di động vẫn có hiệu năng cao như Apple dòng A hay Snapdragon, Tegra thế hệ 32-bit trở về sau. Tuy vậy cái giá để có hiệu năng cao cũng không khác x86 là bao - hao điện và toả nhiều nhiệt. Những thứ tưởng chừng là trò đùa cho smartphone như quạt tản nhiệt bỗng trở thành một sản phẩm tiêu dùng đàng hoàng. Cũng vì thế mà ARM buộc phải cho ra kiến trúc big.LITTLE để tối ưu việc khi nào thì cần tiết kiệm pin mà khi nào thì cần hiệu năng cao.

ARM license policy.png
Cơ chế cho thuê bản quyền kiến trúc của ARM khác việc đóng kiến trúc x86 của Intel

Nhưng trong khi ARM với nhiều hãng phát triển (do cơ chế cấp phép bản quyền) dần tốt hơn theo năm tháng thì x86 với chỉ 2 đại diện Intel và AMD (vẫn có VIA nhưng đừng tính làm gì) có vẻ không thay đổi nhiều, mà cụ thể nhất là Intel. Mình có từng phân tích tại sao Intel lại như thế ở một bài viết trước. Có thể gom chung tất cả vào một câu - lãnh đạo như sh!t! Vì cơ bản người đứng đầu không ra gì thì sản phẩm khó mà tiến bộ được. Nhưng đó là tình hình trước khi Pat Gelsinger về cầm trịch Intel (tương tự AMD là con thuyền đang đắm trước khi Lisa Su làm CEO). Có thể thấy mọi thứ thay đổi đã bắt đầu từ Ice Lake (ICL), cho tới Meteor Lake (MTL) và nay là LNL. Dĩ nhiên LNL không phải điểm đến cuối cùng, chúng ta vẫn còn Arrow Lake (ARL) và Panther Lake, nhưng đó là ở thì tương lai.

'Sóng ngầm' ở Intel - GPU Ponte Vecchio bị 'kết án tử', dồn lực cho Falcon Shores

Dường như mọi di sản của Raja Koduri đều đang bị CEO Intel đương nhiệm "tẩy trắng". Giờ này năm ngoái, một nhân vật nổi tiếng từng làm việc cho cả ATI, AMD và Apple dọn dẹp nơi làm việc của mình tại Intel và khăn gói ra đi "khởi nghiệp" một công…
tinhte.vn


Sự tiến bộ của x86 (CISC) và ARM (RISC)


Có thể đôi khi bạn thắc mắc - cái gì làm nên sức mạnh của một con chip? Silicon, dĩ nhiên! Mọi con chip mạnh nhất hiện nay đều có số lượng transistor tới hàng chục, thậm chí hàng trăm tỷ. Nhưng đây cũng là một cách nhìn rập khuôn. Silicon về cơ bản giống như số tiền bạn có trong tay, còn làm sao để số tiền đó sinh lời một cách nhanh chóng, an toàn và hiệu quả thì lại tuỳ thuộc nhiều yếu tố. Với chip mà nói, đó là kiến trúc của nó. Hiện tại, có nhiều loại mô hình kiến trúc khác nhau, nhưng phần lớn tồn tại chủ yếu là RISC và CISC.

Quảng cáo


RISC and CISC 1.png
Khác biệt chính giữa CISC vs. RISC là chiều dài tập lệnh

Có điều RISC vs. CISC là một chủ đề khá dông dài, mình sẽ không nói nhiều ở đây. Chúng ta chỉ tập trung vào các khác biệt chính và những gì dẫn tới kiến trúc LNL của hôm nay. RISC về cơ bản là kiến trúc chip trong đó các tập lệnh có cấu trúc được rút gọn, chiều dài cố định, thường chỉ được thực thi bên trong các ALU/FPU, chúng không truy cập vào dữ liệu ở bộ nhớ ngoài mà chỉ xử lý trên các thanh ghi. RISC có những tập lệnh riêng để thực hiện chức năng lấy dữ liệu ở ngoài vào. Vì thế nó còn được gọi là kiến trúc xuất-nhập (load-store).

CISC ngược lại, sử dụng các tập lệnh cấu trúc phức tạp hơn, thường có cả chức năng truy cập dữ liệu ngoài thanh ghi (ví dụ cache hoặc DRAM). Mục đích là cho phép chúng có thể thực hiện được nhiều phép toán chỉ với 1 tập lệnh (1 tập lệnh RISC thường chỉ làm được 1 việc). Vì vậy, tập lệnh CISC có chiều dài biến động chứ không cố định như RISC. Chi tiết này dẫn tới việc thiết kế ống lệnh cho CISC phức tạp hơn cũng như làm sao để mở rộng số ống lệnh CISC khó hơn RISC nhiều.

RISC and CISC 2.png
Thiết kế ống lệnh cho CISC phức tạp hơn RISC

Nhưng nói vậy không nghĩa RISC luôn luôn đơn giản. Khi chiều dài các thanh ghi tăng lên thì chiều dài các tập lệnh cũng phải tăng. Đồng thời để có thể giải quyết được nhiều công việc hơn thì RISC cũng cần phải có nhiều tập lệnh hơn trước đó. Ngoài ra vì chiều dài tập lệnh cố định (ở 1 thế hệ kiến trúc), khi chuyển giao sang thế hệ kế tiếp sẽ đòi hỏi việc bổ sung thêm cơ chế chia chiều dài để có thể xử lý được tập lệnh cũ. Bản thân CISC không gặp trục trặc này vì với chiều dài biến động, mọi tập lệnh cũ đều vẫn chạy bình thường trên kiến trúc mới.

Quảng cáo


Nói chung, khác biệt chủ đạo giữa thiết kế chip RISC và CISC chủ yếu nằm ở cách làm sao xử lý các tập lệnh. Một cách thuần tuý thì hệ số IPC càng cao (số tập lệnh chạy được trên 1 chu kỳ) thì kiến trúc đó càng mạnh. RISC do đặc trưng tập lệnh đơn giản, việc mở rộng số ống lệnh tương đối dễ dàng hơn CISC. Cho tới hiện tại, các chip dòng M của Apple có số decoder vào khoảng 8/10-wide, Snapdragon X Elite của Qualcomm là 8-wide decoder, Zen 4 của AMD là 4-wide decoder, Sunny Cove/Cypress Cove là 5-wide decoder.

RISC and CISC 3.png
RISC cần thực thi nhiều tập lệnh hơn để xử lý 1 công việc

Lẽ tất nhiên con số decoder của từng hãng không nói lên chúng hơn/kém hãng khác. Mà là cơ sở để đánh giá sự thay đổi kiến trúc trong nội bộ hãng đó. Lấy ví dụ kiến trúc K7/K8/K10 của AMD đều là 3-wide decoder, còn Zen 1/2/3/4 cùng 4-wide decoder, nhưng chênh lệch IPC giữa từng kiến trúc là có khác biệt. Còn với Intel, kể từ thế hệ Core đầu tiên cho tới Skylake (Core đời 6-10) là 4-wide, duy nhất đời 11 (Cypress Cove) là 5-wide. 6-wide decoder xuất hiện từ đời 12 và duy trì tới tận hôm nay. Vậy còn LNL?

8-wide decoder.

Bức tốc chóng mặt


Một chuyện rõ ràng là kích thước decoder chỉ là một phần trong tổng thể kiến trúc con chip. Nó không phải thang đo tuyệt đối về sức mạnh (IPC), nhưng nó cho thấy "tiềm năng" của con chip này đến mức nào. Một cách ví von dễ hiểu về kiến trúc chip là một doanh nghiệp sản xuất, với một nhân xử lý là một nhà máy. Trong đó, decoder là bộ phận chuyên trách nhận đơn hàng từ ban giám đốc/đối tác gửi xuống. Decoder có kích thước càng lớn thì càng phân tích được rõ đơn hàng hơn cũng như chia được nhiều đầu việc hơn cho các phân xưởng/dây chuyền ở dưới.

Intel-Core2-arch.jpg
Kiến trúc Intel Core (2006) với 4-wide decoder

Và một logic rất cơ bản là không ai tuyển tới 8 ông trưởng phòng kinh doanh nhưng chỉ tuyển 1 trưởng phòng sản xuất. Cần có sự cân bằng giữa bộ phận chia đầu việc bộ phận xử lý công việc. Trên thực tế bao lâu nay, decoder là bộ phận có số lượng thấp hơn các đơn vị còn lại. Như đã nêu ở trên, AMD duy trì 3-wide decoder trong rất nhiều năm liền rồi mới lên 4-wide. Intel cũng không khác. Nhưng ở lần ra mắt LNL này (chính xác là P-core Lion Cove), thay vì phát triển tiếp 6-wide decoder có trên Redwood Cove (MTL), Intel đã lên thẳng 8-wide! Tại sao phải gấp gáp đến vậy?

Phân tích kỹ thuật nhân CPU trên Intel Meteor Lake - Không dành cho Windows 10?

Dù Meteor Lake (MTL) là một chip đa thành phần (SoC), thì sức mạnh CPU vẫn là "linh hồn" của một hệ thống PC. Ở bài viết này, chúng ta sẽ phân tích sâu hơn kiến trúc P-Core Redwood Cove và E-Core Crestmont nằm trên con chip mới nhất của Intel…
tinhte.vn


Cortex-X925 performance.jpg
Kiến trúc ARM Cortex-X925 (2024) với 10-wide decoder

Apple Firestorm arch.png
Apple đã áp dụng 8-wide decoder từ 2020 (ảnh Anandtech)

Vì phe ARM đã lên đến 8/10-wide decoder. Cách đây không lâu, ARM vừa công bố nhân Cortex-X925 mới, có thể xem là bản nâng cấp từ Cortex-X4 ra mắt trong 2023, trong đó cả 2 nhân Cortex này đều là 10-wide decoder. Mặc dù decoder của x86 và ARM khác nhau, nhưng quả thực cứ duy trì số lượng decoder thấp thì quả có nhiều khó khăn để so găng với đối thủ. Thế nên Intel chọn cách "nhảy cóc" lên thẳng 8-wide để không bị tụt hậu. Và theo kinh nghiệm của mình, Lion Cove sẽ là nền móng cho kiến trúc x86 của Intel trong nhiều năm tới (vì thay đổi số lượng decoder gần như tương đương với một kiến trúc mới hoàn toàn - một kiến trúc thường tồn tại 4-5 năm).

Phân tích kiến trúc vi xử lý Intel Lunar Lake - Phần 2: Nhân P và nhân E

Phân tích kiến trúc vi xử lý Intel Lunar Lake - Phần 3: Thread Director mới và NPU4
91 bình luận
Chia sẻ

Xu hướng

Ráp máy cho khách nhớ tư vấn i9 13 14 nhé mod
@Devil May Cry 91 đám inteo ác lắm, biết cpu lỗi vẫn đang bán đó thôi.
@ragefighter 5700g đang cháy hàng kìa bác
@ragefighter nhiều khi âm thầm sửa lỗi cho các con chip sản xuất ra sau đó rồi, chỉ là không chịu nhận là sửa lỗi, sợ người ta đem đi đổi hàng loạt, chứ biết có lỗi mà vẫn bán thì mặt dày quá...
Tóm lại là như này: Intel trước giờ đều tuyển chỉ 4 ông trưởng phòng kinh doanh để xử lý đơn hàng của các đối tác, hiện nay 4 ông không kham nổi nên tuyển x2 số lượng lên là 8 ông, giờ thì có thể là 2 ông ngồi chơi, nhưng mà sau 2-3 năm nữa đơn hàng nhiều lên (độ phình to của các tài nguyên hệ thống, tài nguyên ứng dụng được cập nhật sau này) kèm theo gói cập nhật chính sách (cập nhật bios) thì ông nào cũng cáng đáng đủ sức xử lý khỏe trơn tru đơn hàng.
Vậy cho dễ hiểu!
đối với inteo đừng nghe gí inteo nói mà xem inteo làm. như chê dây chuyền người ta ko xịn bằng mà đám luna này ,ang sanf tsmc gia công hết rồi chém gió inteo 18A? haahah
Sợ Intel lắm rồi, bú điện quá khiếp mà nóng như chảo lửa luôn.
Ngày xưa Intel nghiêm túc làm con chip di động thì ngày hôm nay sẽ khác đi nhiều rồi
Ngày ARM lên ngôi là lúc mấy chú x86 xuống lỗ hết. Intel đi đầu rồi sẽ đến AMD nếu ko thay đổi
@plamduy Tôi nghĩ Windows cho ARM đã ngon rồi (tương đối là ngon rồi). Tinhte cũng đã có nhiều bài Windows ARM. Vấn đề còn lại là các bên làm phần mềm thứ 3 có hỗ trợ tốt cho ARM hay không thôi.
@plamduy Ngon thì ngon rồi cơ mà ao trong quá ko có thằng nào chơi =)) chẳng nhẽ cài win ko cài gì thêm à 😂
@centernc Đúng kiểu làm được xe tải 2 tấn máy nhỏ, lợi dầu chạy được 150km/h. Xong quay sang chê đầu kéo chạy được có 80km/h mà hao dầu gấp 10 lận vậy đó. Hiện trạng y chang. Nếu chỉ xử lý có 2t công việc thì tất nhiên con nhỏ làm tốt hơn, nhưng động đến việc lớn mà không thể chia nhỏ ra (kiện hàng nguyên khối 30t chẳng hạn) thì cũng phải dùng con xe to để xử lý thôi.
@mandiesel arm chỉ phù hợp với laptop thôi chứ desk thì bó tay toàn tập,hic
NatvPa
TÍCH CỰC
2 tháng
Giờ nhịn nhục làm chip tầm trung rồi đầu tư kiến trúc đột phá kiểu như AMD ngày xưa nghiên cứu Zen chứ chip flagship của Tèo ai dám mua nữa.
johnnovi
ĐẠI BÀNG
2 tháng
Chắc Nghĩa này đang bị áp doanh số
Lâu lâu mới thấy 1 bài chất lượng như vậy! Cảm ơn tác giả! Tuy nhiên dường như độc giả thì ko hề chất lượng...
@ngohungquangminh có lẽ bạn nên trang bị cho bản thân một bộ lọc khi lướt comment trên đây thôi.
ThànhYx
TÍCH CỰC
2 tháng
@TRÍ NEWTON 535 Pc trang bị chip intel 13900/14900 là có ngay bộ lọc tự động đó 🐧
@ngohungquangminh
Cười vô mặt
Tầm này vẫn còn phân tích bánh vẽ của anh Tèo ^^ Khoan. Tèo đang ngập trong bể phốt mà vẫn vẽ bánh cho fan thì liệu bánh đấy có thơm ngon ko ?
ohzzzz
ĐẠI BÀNG
2 tháng
khi nào tôi vẫn còn dùng amd thì tôi vẫn sẽ ủng hộ intel. Ko để 1 trong 2 thằng này chết dc
Giận
khoa-ckd
TÍCH CỰC
2 tháng
@ohzzzz Kkk. Ủng hộ trên tinh thần. Mua thì vẫn phải mua AMD. giống như thời zen 1, nhà nhà ủng hộ, người người tung hô nhưng vẫn xuống tiền mua 6700k. Đến cái thời zen 2 zen 3 thì mới chính thức chuyển nhà.
@ohzzzz Đúng!
Nhảy cóc cc gì. Chip như lon , nóng vcc . Lỗi mà ko recall, làm ăn ba trợn. Hiệu năng thì thọt. iGPU thì thọt đến tệ hại.
Thằng MSI Claw ngulon trang bị mấy con Core Ultra rác bán méo ai mua. Ra sau mà Z1e trên mấy Con Ally, Legion .... nó vả cho sml. FPS thì bằng 60% , đớp điện hơn 30%, nóng hơn 20%
@kehuydiet091 Thật , k hiểu sao msi dám nhảy vô phân khúc mới pc cầm tay bằng con intel . Chắc dc intel nó bơm tiền cho rồi
khoa-ckd
TÍCH CỰC
2 tháng
@kehuydiet091 Giờ mà mod còn đăng bài pr bánh vẽ của intel kìa -1 respect. Tuy nhiên trong bài có giải thích cặn kẽ về 2 kiến trúc nên +1 thành huề!
@hoanglong0712 Móa chắc Tèo cho free thằng MSI claw con core ultra để PR. Mà thọt vl hehe
Bánh vẽ kiểu nhồi e core thôi =)) không ăn thua đâu.
Để 2 đời chip lỗi mà chưa (biết) có cách khắc phục triệt để thì hơi kh(o)ai rồi.
ThànhYx
TÍCH CỰC
2 tháng
@Quy Le Anh Chip tray gửi qua intel nó thu về tiêu hủy luôn kìa. Người mua coi như bị cướp luôn.
@Quy Le Anh Mọa cái E core rác là cú lừa lịch sử của tèo
sau vụ vừa rồi chắc có cho thêm tiền cũng méo dám mua Intel =))))
nickcao
ĐẠI BÀNG
2 tháng
nói thật, mua đồ bây giờ mà nghe marketing , nghe ông này nói bà kia nói mà éo cầm sản phẩm mà tự cảm nhận thì đúng là không não. người dùng không quan tâm, cái chúng tôi cần là sản phẩm hoàn chỉnh, gía cả hợp lý chứ éo phải mấy cái chữ của team marketing nhét vô mồm mấy cái diễn đàn công nghệ. Thân!
Roth Nick
ĐẠI BÀNG
2 tháng
@nguyễn chí danh@3 Trước cũng cãi lộn vs ổng đây, 😃)) nhưng thôi, cũng mong thằng intel vực dậy được chút ít để thị trường có cạnh tranh 😃)
@Roth Nick do intel độc bá ở 14nm nên chúng ta có 14nm+++ đó
Bài viết "Phân tích kiến trúc vi xử lý Intel Lunar Lake - Phần 1: 'Nhảy cóc' lên 8-wide" của Lư Thế Nghĩa mang đến cái nhìn sâu sắc về bước tiến mới trong thiết kế vi xử lý của Intel. Việc nâng cấp lên 8-wide decoder là một động thái quan trọng nhằm cạnh tranh với các đối thủ ARM, vốn đã sớm áp dụng kiến trúc tương tự. Bài viết không chỉ phân tích sự phát triển của x86 và ARM, mà còn làm rõ cách Intel đang nỗ lực để bắt kịp xu hướng công nghệ và nâng cao hiệu suất xử lý của mình trong bối cảnh thị trường ngày càng cạnh tranh.
@umar malik Nhảy xuống hố thì có, chứ nhảy cóc gì. Kkk
khoa-ckd
TÍCH CỰC
2 tháng
@umar malik Tăng số wide decoder không hẳn là nâng cấp, nó chỉ là sự đánh đổi.
Dùng đỡ vậy....
IMG-20221130-233750.jpg
@nguyễn chí danh@3 Bố thằng rồ
@demonntl Con này nó đốt điện mạnh đó kaka
conco119
TÍCH CỰC
2 tháng
Thằng Intel mất dạy lắm. Trong lúc tình hình khó khăn mà vẫn coi người dùng như cỏ rác vậy..
@conco119 Bọn intel nô thì cũng đốn mạt y vậy 😆))) xài intel cpu là Thượng Đẳng hâhhahahahaha
image.jpg

Xu hướng

Bài mới










  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2024 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: Số 70 Bà Huyện Thanh Quan, P. Võ Thị Sáu, Quận 3, TPHCM
  • Số điện thoại: 02822460095
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019