Tìm hiểu về chiplet: khi CPU cũng có thể lắp ráp như Lego
Duy Luân
4 nămBình luận: 101
Tìm hiểu về chiplet: khi CPU cũng có thể lắp ráp như Lego
Sự chậm lại của định luật Moore khi các bóng bán dẫn đã quá nhỏ, khó có thể thu nhỏ hơn khiến các nhà sản xuất chip như Intel, AMD phải tìm cách khác để tăng sức mạnh cho những con chip của mình - và cũng để thuyết phục người dùng bỏ tiền ra mua. Chiplet là một trong những giải pháp đang được Intel, AMD, Lầu 5 góc cũng như nhiều công ty khác nghiên cứu áp dụng.

Chiplet là thuật ngữ dùng để chỉ những con chip được cấu thành từ nhiều khối khác nhau, bạn có thể tưởng tượng nó giống như các khối Lego vậy. Thay vì phải khắc chip ra từ 1 tấm silicon, các nhà sản xuất sẽ lắp ráp chip từ nhiều mảng silicon khác lại, mỗi mảnh được gọi là 1 chiplet. Mark Papermaster, CTO của AMD, cho rằng đây sẽ là hướng đi của toàn ngành công nghiệp bán dẫn, còn Intel thì nhận xét đây là sự tiến hóa của định luật Moore.

chiplets.jpg

Giải pháp này khác với SoC ở chỗ SoC thực chất là nhiều linh kiện khác nhau gắn trên cùng 1 đế chip để tiết kiệm diện tích và cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng. Còn chiplet sẽ dùng cho từng thành phần một, ví dụ như thành phần CPU trên SoC có thể được cấu thành từ nhiều chiplet nhỏ, tương tự cho GPU, chip WiFi hay bất kì thứ gì khác.

AMD và Intel đều tin rằng họ có thể làm ra những con chip mạnh mẽ hơn trong thời gian ngắn hơn nhờ chiplet. Khoảng cách giữa các module trên cùng 1 con chip cũng ngắn hơn, tức dữ liệu được truyền đi nhanh hơn so với việc phải gắn thêm 1 con chip riêng lẻ lên bo mạch chủ của máy tính. Với nhu cầu về machine learning ngày càng lớn, chiplet là một giải pháp cực kì phù hợp với những bài toán trí tuệ nhân tạo.

Quảng cáo


Chiplet cũng là câu trả lời cho việc giảm giá thành sản xuất. Những bóng bán dẫn mạnh nhất, mới nhất, nhỏ nhất cũng là những thứ đắt đỏ nhất, khó sản xuất nhất. Trước đây nhà sản xuất sẽ phải áp dụng dây chuyền này cho hầu hết mọi linh kiện quan trọng nằm trên 1 con chip, còn giờ đây nó sẽ chỉ dùng cho 1 khối quan trọng nhất mà thôi. Nhờ vậy mà chip sẽ hoạt động ổn hơn, chi phí giảm mạnh và hạn chế lỗi trong quá trình chế tạo.

Từ năm ngoái AMD đã thử nghiệm EPYC, dòng chip cho server được cấu thành từ 4 chiplet. Con chip này có băng thông rộng hơn so với chip server của Intel. Giả sử AMD làm ra một con chip như EPYC nhưng theo cách truyền thống, tức mọi thứ nằm trên cùng 1 tấm silicon, thì chi phí cao gấp đôi.

truyen_thong_hien_dai_chiplet.jpg
Chip monolithic theo cách truyền thống và chip module dùng các chiplet. CCX là một CPU Complex, mỗi cái có thể chứ 4 nhân. Trong hình bạn thấy là một chip 32 nhân cho server​

AMD mới đây đã giới thiệu vi kiến trúc Zen 2, nó sẽ được áp dụng cho dùng CPU EPYC mới. Dòng CPU này sẽ sử dụng 8 chiplet CPU, mỗi cái là một chiplet 7nm do TSMC sản xuất, tương ứng với 1 nhân. Hai chiplet này sẽ được gắn lên một đế chip I/O sản xuất trên dây chuyền 14nm. Đế chip này sử dụng tính năng Infinity Fabrics để kết nối các chiplet với nhau, cũng như nối chiplet với 8 giao tiếp DDR DRAM. Infinity Fabrics giờ cũng lên đời thứ hai.

Bởi vì bộ kiểm soát bộ nhớ giờ đã nằm trong đế I/O này, tất cả CPU chiplet có thể truy cập đồng đều hơn vào RAM so với các CPU đang có trên thị trường. Mỗi chiplet cũng sẽ có các lane PCIe riêng của mình.

Việc tách chiplet CPU ra khỏi đế I/O có nhiều cái lợi: nó cho phép AMD làm ra những chiplet nhỏ hơn bởi phần giao tiếp như DRAM, Infinity Fabric không cần phải thu nhỏ theo (thực ra có khi thu nhỏ chúng lại không tăng nhiều về hiệu năng). Do đó, thay vì phải làm cho chiplet CPU bự hơn và đắt hơn, AMD sẽ tách RAM, IO ra riêng.

Về phần Intel, hãng cũng bắt đầu giao các con chip dạng model của mình. Intel muốn cho thấy rằng chiplet không chỉ dành cho chip server mà còn cho cả laptop của bạn nữa. Đầu năm nay, Intel giới thiệu CPU với module đồ họa do AMD thiết kế. Đây là lần đầu tiên Intel tích hợp một nhân từ công ty khác vào dòng chip của mình. Thay vì GPU nằm riêng, giờ đây tốc độ sẽ nhanh hơn nhiều. Hiện con chip đó đã bắt đầu có mặt trên các máy tính của Dell và HP.

Intel nói họ có lộ trình rõ ràng cho chiplet. "Đây là tương lai".

Quảng cáo


GPU_chiplet.jpg
GPU cũng có thể module hóa​

Lầu 5 góc của Bộ quốc phòng Mỹ cũng đầu tư mạnh vào chiplet. Kế hoạch của bộ quốc phòng còn bao gồm việc giúp các chiplet từ nhiều hãng khác nhau có thể hoạt động cùng nhau. Intel hiện đang tham gia tích cực vào dự án, và họ sẽ cung cấp công nghệ này miễn phí khi đã nghiên cứu và phát triển xong.

Tham khảo: Wired, AnandTech
cover_home_intel_amd_chiplet.jpg
101 bình luận
Vậy vấn đề tản nhiệt sẽ bớt chút đỉnh.
@nhiet1991 Tại sao cần thông thạo CÁC ngôn ngữ lập trình trên thế giới ??? Thế giới này bạn biết có bao nhiêu ngôn ngữ lập trình không mà đòi thông thạo 😆 Có mà thông não ấy. Với lại cần quái gì phải thông thạo nhiều ngôn ngữ, bản chất na ná nhau, nên cần một ngôn ngữ thật chuyên sâu là ok rồi !
nhiet1991
ĐẠI BÀNG
4 năm
@micheal9000 Khoong phải 1 người thông thạo nhiều loại ngôn ngữ lập trình đâu bạn. Để thành 1 chuyên gia thì bắt buộc phải có kiến thức chuyên sâu về các ngôn ngữ lập trình khác nhau
nhiet1991
ĐẠI BÀNG
4 năm
@Trí Constantine Bạn đi thi có khi rớt ấy chứ đàu...hihihii
@micheal9000 Hi! Học ngôn ngữ lập trình cũng như học Tiếng Anh thôi, từ vỡ lòng đến nâng cao, người ta đã áp dụng cho trẻ em rồi! Tham khảo lập trình arduino và scratch đi bác
DrStrange
TÍCH CỰC
4 năm
nghe thì mới nhưng sao nó như nhiều con server liên kết lại thành siêu máy tính. dùng nhiều con cpu gép lại thì cpu lớn hơn
@hehepro cơ bản thì giống nhau, nhưng tốc độ giao tiếp giữa các con chip (đơn) này sẽ nhanh hơn nhiều giữa các server (giao tiếp qua lan chẳng hạn). 😁
nvmnghia
ĐẠI BÀNG
4 năm
@winterwind3009 thế có gì đảm bảo nó nhanh hơn đống main 2P 4P hiện nay?
Zoro kun
TÍCH CỰC
4 năm
@nvmnghia chỉ là giá rẻ đi thôi, i7 sẽ rẻ bằng i5 bây h, i9 bằng i7 chẳng hạn
masterss0
TÍCH CỰC
4 năm
@nvmnghia Khoảng cách từ module tới module ngắn hơn từ chip tới chip rất nhiều, nên chắc chắn sẽ nhanh hơn 😁 đó là chưa kể nó dùng giao tiếp vô cực (Infinity Fabrics)
@hehepro Kiến trúc cũ người ta chiếm nhiều diện tích. Với kiến trúc mới này người ta có thể xây lầu cho nó 😃 Vẫn nhiều không gian, nhưng mà nó chỉ cao thêm, chứ không có rộng ra !
Hy vọng tương lai có thể nâng cấp CPU như RAM.
Chung807
ĐẠI BÀNG
4 năm
@Zoro kun vãi 6.5 =))
@Zoro kun Hãy hy vọng đi, biết đâu mai mốt có cpu gắn ngoài i5 cắm với i7 gắn ngoài qua usb c ra i 9 thì sao =)))
@trantuananh1996 Vậy hả bạn? Kiến thức về phần cứng máy tính mình chưa tốt lắm.
masterss0
TÍCH CỰC
4 năm
@Hunglong96 Cắm Xeon Phi qua eGPU được rồi nha bác 😁
do độc quyền x86, nên bọn Intel với Amd có vẻ găm sáng chế, ko cạnh tranh tí nào.
ipad nó sắp đuổi đến đít rồi.
Mạnh ngang Apple A12 đi rồi nói
@phuthuytho Sheeple sống ảo nhiều quá, toàn đu dây điện ko à 😁
nvmnghia
ĐẠI BÀNG
4 năm
@Naga.Baamboo không hề. lí lẽ của anal không dựa vào việc bench mà dựa vào thiết kế. từ lâu đã nhiều ng nói chip apple coa bóng dáng đẳng cấp desktop vì các yếu tố thiết kế của nó, chẳng hạn IPC. tất nhiên tôi đồng ý nếu so sánh bench thì vô lí, nhưng so sánh kiểu phân tích kiến trúc hoàn toàn có lí nhé
nvmnghia
ĐẠI BÀNG
4 năm
@Naga.Baamboo nhân tiện là giờ thì tôi đồng ý tay huy là sheep chứ k phải troll
enxzo9
ĐẠI BÀNG
4 năm
@uochuý1489Quốc Huy đến ạ với ông này, A12 của ông nó chắc bằng i3 đời 2 trên PC . Thua đến bây h vẫn có người vào tinhte bình luận được như ông, bó tay
Khi nào mà main dễ thay đây, có mấy con main hư chip, sửa không đảm bảo mà bỏ thì phí quá
😔 AMD cũng chơi ntn từ TR mà
@narutoxboy dtdd lắp ghép module quảng cáo hầm rố rầm rộ. chưa ra đời đã khai tử rồi
Zoro kun
TÍCH CỰC
4 năm
@_-=TinhTế=-__-=SắcXảo=-_ dt thì cần mỏng nhẹ nên việc lắp ráp là ko hợp lý, PC thì khác
Mr4stroke
ĐẠI BÀNG
4 năm
@Zoro kun Và cả tính ổn định khi va đập nữa. :V :V
Ko thu nhỏ được thì mình chơi xếp hình
@nvmnghia Vàng được làm mạch dẫn bên trong vì bên trong chip yêu cầu hiệu suất cao còn chân ra ngoài thì nó thuộc về phần đóng gói vỏ bên ngoài và thường sẽ là đồng để tiết kiệm chi phí vì đến đây người ta không bị bó hẹp vì không gian nữa, chân cũng có chuẩn chung đủ đáp ứng chịu tải rồi, hơn nữa phần này có bọc vàng thì cũng chẳng có mấy tác dụng vì khi lắp ráp vào board mạch thì người ta cũng hàn bằng thiếc hoặc gắn vào socket thôi.
@xuantuyendt Mình làm thiết kế vi mạch gần 10 năm từ 45nn đến 16nn, mà chưa bao giờ thấy vi mạch nào kết nối bằng vàng nữa.
@Thanh.Giang. Bạn làm về thiết kế vi mạch thì có thể bạn không thấy bởi cái mà bạn thiết kế nó nằm trong nhân của mạch tích hợp, phần đó chỉ là khối bán dẫn chứ đâu cần đến dây dẫn. Trừ khi bạn thiết kế cả cái khung vỏ của vi mạch nữa. Dưới đây là một câu hỏi trên diễn đàn nước ngoài bạn tham khảo.
https://www.researchgate.net/post/Is_there_any_use_of_Au_gold_in_integrated_circuits

Đây là hình trích xuất từ tài liệu Current and Future Uses of Gold in Electronics của Paul Goodman nói về việc sử dụng vàng làm dây dẫn giữa mạch tích hợp và vỏ
Img1.jpg
@Thanh.Giang. Cái bạn đưa cũng có nói la wire bonding dùng để nối tư pad của die ra chân chip ben ngoài. Còn metal interconnect giưa cmos vơi nhau trong die la đồng. Design manual có mô tả rõ chất liệu là gì trở kháng và khả năng chịu dòng bao nhiêu (thuật ngữ la EM/IR) để kỹ sư thiết kế.
Tiếc là tài liệu của tsmc & gf không thể đưa lên đây được.
Kể cả la wire bonding cũng hầu hết là đồng và nhôm. Ngay cả trong link bạn trích dẫn cũng có nói rồi. Không nhiều ứng dụng sử dụng vàng đâu.
hết nhồi nhét đc thì Intel/AMD phải tách ra, để nguyên con thì chi phí sx cao, như vậy cũng đc ai thích mạnh thì cứ gắn thêm k thì dùng 1 chiplet chẳng hạn là đủ
nvmnghia
ĐẠI BÀNG
4 năm
@whatwhenwhere anh này nói đúng này. intel 2 4 6 8 10 đến 28 nhân, từng die đều phải thiết kế riêng. giờ chỉ cần thiết kế tốt 1 chiplet rồi dùng interconnect dán cno vào vs nhau thôi.
@nvmnghia Vấn đề e ngại là giữa các mối nối có vấn đề, dẫn đến sẽ bị chậm hoặc kém đồng bộ thôi.
nvmnghia
ĐẠI BÀNG
4 năm
@thientai2006 đúng rồi chậm hơn monolithic là chắc, đã thế lại kém tương thích
mrqd
TÍCH CỰC
4 năm
Những nhà phát triển công nghệ đã hoạch định tương lai thay thế các thiết bị thông minh bằng 1 thiết bị gần như chỉ là 1 màn hình được nối với trung tâm dữ liệu, thiết bị này chỉ làm nhiệm vụ duy nhất là gửi lệnh của bạn đi và nhận dữ liệu về và hiển thị nó lên. Mọi xử lí đều ở trung tâm. Cuộc cạnh tranh công nghệ không còn là các thiết bị bán lẻ trang bị những gì ta đang biết hiện nay là chip, ram... nữa, nó được dành cho các trung tâm dữ liệu khổng lồ, trung tâm nào càng đáp ứng nhanh, đầy đủ những gì khách hàng iêu cầu sẽ là bá chủ. Bạn sẽ phải mua "kho" để lưu những gì của riêng bạn và bạn với trung tâm tương tác bằng mật khẩu, mật mã hay cái gì đó tương tự, những gì bạn không lưu kho coi như được share và kho dữ liệu của nhân loại sẽ là khổng lồ và không giới hạn. Thay vì bạn phụ thuộc vào 2 đầu như hiện nay: đầu thiết bị của bạn và đầu trung tâm thì đến khi ấy bạn không còn phụ thuộc vào thiết bị cá nhân như giờ nữa.
Hãy khoan! Đây có lẽ là 1 sự tưởng tượng.
denhun
TÍCH CỰC
4 năm
@mrqd Đây là tương lai chứ không phải tưởng tượng đâu bạn. Nhưng hơi khác một chút là dữ liệu sẽ không tập trung ở trung tâm dữ liệu như bạn nói mà sẽ nằm rải rác trên các máy tính trong mạng lưới. Tương lai sẽ là điện toán đám mây phi tập trung (Decentralized Cloud).
Bao giờ có mấy khe cắm cpu như cắm ram ất.
Amd cho intel hít khói vì sử dụng cách này vào epyc rome 64 nhân, tuy mới là bản thử nghiệm với mức xung và hiệu năng chưa được tối ưu hoá, 64 nhân amd cho xeon 8180Mx2 bay màu trong khi giá của intel là 20000usd 1 cặp còn của amd cỡ 6000$ và xeon có power consump cao ngất ngưởng, còn amd chỉ cần tản khí
nvmnghia
ĐẠI BÀNG
4 năm
@Đoàn Văn Dũng anh cứ từ từ đã. intel có nhiều trò hơn là tăng nhân, nên bảo hít khói trong khi cả 2 chưa tung bài thì quá sớm
@nvmnghia Từ hồi AMD dùng cấu trúc Zen tới giờ, Intel vẫn chưa có bài để trả... Cả năm hơn rồi 😃
@FairyOO https://www.tomshardware.co.uk/intel-xeon-platinum-8176-scalable-cpu,review-33947-9.html
Power consump của mấy con xeon đang rất cao, mà nhồi nhét thêm mà vẫn giữ tiến trình cũ thì rất khó, còn chạy dual cpu nữa thì rất mệt
nvmnghia
ĐẠI BÀNG
4 năm
@FairyOO bài cũ của intel vẫn đủ để trả rồi, tuỳ tác vụ thôi. intel vẫn còn hơn amd vụ tập lệnh và monolithic
HuynhNgLe
TÍCH CỰC
4 năm
Cái gì mà thu nhỏ nguyên tử??? Phán câu gì mà thiếu kiến thức căn bản trầm trọng vậy??
@HuynhNgLe Sai cơ bản ngay câu đầu 😁
Zoro kun
TÍCH CỰC
4 năm
@HuynhNgLe chắc ko học tý lý hóa nào hoặc quên rồi =))
@HuynhNgLe oh nhầm tí 😁 đã update, cảm ơn bạn
vietrich09
TÍCH CỰC
4 năm
Nghe như đang dùng ram 4GB, muốn nâng cấp lên 8GB thì ghép thêm 1 thanh 4GB vào nữa.
Giờ CPU 2x3Ghz, muốn lên 4x3Ghz thì ghép thêm 1 em vào nữa.
Zoro kun
TÍCH CỰC
4 năm
@vietrich09 có vẻ như có thể mua thêm main để cắm cross được như card màn hình 😆
Hết thời nhồi nhét tích hợp chung vào 1 đế rồi giờ lại tách ra
cách sắp xếp này nhìn đẹp quá
Vuong heo
ĐẠI BÀNG
4 năm
@hongphong141 nhưng chất lượng dùng như nào
quy.helios
TÍCH CỰC
4 năm
Còn nhỏ nữa nhỏ mãi
Công nhận hay ra phết nhở :eek: Không biết có áp dụng được cho smartphone, smartwatch không, tại mình thấy diện tích có tăng lên tẹo :eek:
khoa-ckd
TÍCH CỰC
4 năm
Intel cũng theo đuôi Chiplet á? Chứ không phải Glued Together à? Kkkk
Chẳng khác gì *ả xong lại lấy đắp lên mặt!
nvmnghia
ĐẠI BÀNG
4 năm
@khoa-ckd ý anh là gì vậy? chiplet thì phải glue together thôi, hai cái anh tưởng là đối nhau thực ra là một đấy
@nvmnghia Vậy là kb intel đã từng sỉ nhục epyc của amd bằng glue together đấy, intel ra con xeon 48 nhân tắt HT, dùng 2 con gắn lại
Đúng kiểu ỉa xong rồi chét lên mặt
nvmnghia
ĐẠI BÀNG
4 năm
@Đoàn Văn Dũng vẫn không hiểu anh nói cái gì. ý anh là intel đã từng chê hướng chiplet/"glue together"? tôi chưa nghe có vụ này, mà nếu có cũng k lquan đến phản biện của tôi về cmt anh khoa
@nvmnghia lúc ấn trả lời ấn nhầm tag b 😆
https://www.techpowerup.com/235092/intel-says-amd-epyc-processors-glued-together-in-official-slide-deck

Intel Says AMD EPYC Processors "Glued-together" in Official Slide Deck

So, yes, Intel, I think the AMD engineers who have developed the Zen architecture from the ground-up would take issue with that. Especially when AMD's "Glued-together" dies actually wipe the proverbial floor with the blue company's chips in...
techpowerup.com

intel chơi hẳn bài nói xấu








  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2022 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: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019