Tìm hiểu về tiến trình vi xử lý: tại sao các hãng lại chạy đua, tiến trình nhỏ có lợi gì?
bk9sw
1 nămBình luận: 266
Tìm hiểu về tiến trình vi xử lý: tại sao các hãng lại chạy đua, tiến trình nhỏ có lợi gì?
Bên cạnh cuộc đua về tốc độ hay xung nhịp của vi xử lý, số nhân vi xử lý thì các hãng làm bán dẫn lớn còn cạnh tranh nhau danh hiệu: ai là người khai thác tiến trình nhỏ hơn. Hiện tại Intel đã vừa ra mắt dòng Ice Lake dùng tiến trình 10nm đầu tiên chỉ dùng trên laptop nhưng trong khi đó đối thủ AMD đã bán dòng Ryzen 3000 series dùng tiến trình 7 nm nhỏ hơn cho desktop. Vậy con số 7nm hay 10nm có ý nghĩa gì với CPU và tại sao các hãng phải chạy theo? Mình đã tìm hiểu và giải thích đơn giản nhất dưới đây:

Tiến trình xưa khác tiến trình nay:


Bên trong những con CPU là hàng triệu bóng bán dẫn (transistor), các cầu kết nối (interconnect) trong đó transistor có thể đóng/mở để thực hiện phép tính và để đóng mở như vậy thì chúng cần điện. Các cầu kết nối nằm trên cùng bóng bán dẫn bao gồm nhiều sợi dây đồng siêu nhỏ để truyền tải tín hiệu điện từ bán dẫn này sang bán dẫn khác. Khi xưa node tiến trình (process node) thể hiện kích thước của bóng bán dẫn, kích thước bóng bán dẫn nhỏ hơn có nghĩa chúng cần ít điện năng hơn để hoạt động. Thế nhưng theo định nghĩa hiện tại thì nó không thể hiện kích thước vật lý của bóng bán dẫn như xưa nữa và các nhà sản xuất chip đang sử dụng cái danh tiến trình này như một công cụ marketing hơn là thể hiện bản chất thực tế của bán dẫn.

Intel_processor_node.jpg
Theo định luật Moore thì số lượng bóng bán dẫn trên CPU sẽ tăng gấp đôi mỗi 2 năm. Điều này từng đúng trong quá khứ, nhất là vào thời điểm cuối những năm 90 đầu 2000. Kích thước vật lý của bóng bán dẫn giảm từ 180 nm năm 1999 xuống 90 nm rồi 65 nm, 45 nm, 32 nm, 22 nm năm 2012 và hiệu năng giữa các tiến trình có sự cải thiện lớn. Ở mỗi node tiến trình thì trước đây các nhà sản xuất như Intel thu nhỏ bán dẫn theo tỉ lệ 0,7X và bằng kỹ thuật quang khắc thì họ thu nhỏ kích thước bán dẫn xuống từ đó mang lại 15% hiệu năng cải thiện trên mỗi node tiên trình giảm 35% chi phí sản xuất, tăng mật độ 50% và giảm 40% mức tiêu thụ điện năng.

node_tiến_trình.jpg
Thế nhưng đến năm 2014, ở kích thước 14 nm thì Intel bắt đầu chững lại bởi theo tỉ lệ thu nhỏ 0,7x thì công nghệ quang khắc hiện tại không cho phép đưa xuống tiến trình nhỏ hơn. Trở ngại của Intel cũng là trở ngại của nhiều hãng làm bán dẫn khác và giải pháp được đưa ra là công nghệ quang khắc bằng tia siêu cực tím (EUV) dù chưa hoàn toàn tối ưu. CPU thì như đã biết được chế tạo bằng công nghệ quang khắc, có thể hiểu nôm na là hình ảnh thiết kế của CPU được khắc lên một đế silicon (lấy từ tấm silicon wafer).

Intel gần như từ bỏ định luật Moore kể từ năm 2014 và để đảm lộ trình sản phẩm thường niên thì hãng đã chuyển sang một mô hình gọi là PAO tức Process (tiến trình) - Architecture (kiến trúc) - Optimization (tối ưu hóa). Intel bị kẹt lại ở tiến trình 14 nm từ kiến trúc Broadwell (Core i thế hệ 5), sau đó là Skylake (thế hệ 6), Kaby Lake (thế hệ 7), Coffee Lake (thế hệ 8) vẫn là 14 nm, để đánh dấu thì thêm dấu + phía sau như 14 nm++.

Khác với Intel tự phát triển công nghệ sản xuất thì AMD khai thác tiến trình của TSMC để phát triển các vi xử lý dùng tiến trình 7 nm. Điều này mang lại lợi thế cho đội đỏ về mặt marketing cũng như những ưu thế cạnh tranh khác, đặc biệt là số nhân so với Intel.

Nếu nói như vậy thì 10 nm của Intel sẽ thua 7 nm của AMD?


node_compare.jpg
Thực tế không chính xác, hãy lưu ý rằng tiến trình được Intel và AMD sử dụng rất khác nhau như đã nói ở trên và cũng không thể so sánh với tiến trình của Samsung hay GlobalFoundries. Các bán dẫn nhỏ hơn sẽ đạt hiệu quả năng lượng tốt hơn vì điện năng tiêu thụ để đóng mở bán dẫn thấp hơn, ít nóng hơn. Ngoài ra, tiến trình nhỏ còn cho phép các nhà sản xuất chế tạo CPU với kích thước nhỏ hơn (die size), giảm chi phí và tăng mật độ bán dẫn với cùng kích thước so với tiến trình lớn. Điều này cũng có nghĩa với cùng kích thước đế thì nhà sản xuất có thể tăng số nhân. Đây là lý do vì sao AMD có thể thêm nhiều nhân trên dòng Ryzen 3000 series với tiến trình 7 nm so với Ryzen 1000/2000 series dùng tiến trình 14 nm hay thậm chí là trên dòng EPYC mới, số lượng nhân đã tăng gấp đôi thành 64 nhân so với 32 nhân của thế hệ trước.

Tuy nhiên, tiến trình nhỏ hơn không có nghĩa là hiệu năng cao hơn. Hiệu năng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như mật độ bán dẫn, mức tiêu thụ điện năng, rò rỉ off-state, dòng điện on-state của bán dẫn và cả chi phí... Vậy nên ở chỉ 1 khía cạnh là mật độ bán dẫn thì dù Intel vẫn sử dụng tiến trình 14 nm nhưng việc AMD dùng tiến trình 7 nm không có nghĩa là CPU của AMD nhanh hơn gấp đôi so với Intel.

So_sánh_node_tiến_trình.jpg
Bản thân quy tắc đo tiến trình của các hãng cũng khác nhau. Tiến trình 10 nm của Intel sẽ cạnh tranh với 7 nm của AMD dù con số không ngang bằng. Nhìn bảng trên phần MTx/mm2 thì mật độ bán dẫn của tiến trình Intel 10 nm trên 106 MTx/mm2 trong khi TSMC 7 nm chỉ 96,5 MTx/mm2 (MTx/mm2 = millions transitor/mm2). Để đạt được mật độ bán dẫn cao thì mỗi hãng có một bí quyết riêng thiết kế và tinh chỉnh riêng. Vậy nên việc so sánh giữa các tiến trình với nhau và cho rằng tiến trình nhỏ hơn của hãng này tốt hơn tiến trình lớn hơn của hãng kia là không hợp lý.

Dĩ nhiên việc thu nhỏ tiến trình có giá trị của nó, nhất là với những thiết bị di động như điện thoại hay laptop với pin là nguồn sống. Như đã đề cập từ đầu, tiến trình nhỏ hay kích thước bán dẫn nhỏ hơn sẽ dùng ít điện năng hơn để xử lý cùng một phép tính so với các tiến trình lớn hơn. Ngược lại với cùng một mức điện năng tiêu thụ, vi xử lý tiến trình nhỏ hơn, mật độ bán dẫn lớn hơn sẽ có thể xử lý được nhiều phép toán hơn so với vi xử lý tiến trình lớn.

Tham khảo nhiều nguồn
Chờ ông Tèo cho 7nm thì chắc còn đang ngủ thật say !
VNPT001
TÍCH CỰC
1 năm
@vn_soft Chán thanh niên, nói không được lại đi dùng giọng điệu chặn họng người khác. Trong khi tôi chưa có câu nào xúc phạm bạn nhé. Bạn mới là người đi so sánh giữa các hãng khác nhau chứ đâu phải tôi 😁:D:D Bạn cũng đừng rep comment của tôi nữa nhé 😃
ongchuotnhat
ĐẠI BÀNG
1 năm
@ragefighter con 3900x ăn 140W thì là do nó bị đói ăn rồi 😁
@ongchuotnhat intel được ăn thả cửa 200w luôn phải hem? còn cho max 5ghz thì 300w. 1 con số còn cao hơn mấy gpu đời trước
ubslum
ĐẠI BÀNG
6 tháng
@ragefighter chuẩn rồi, bài trên chỉ là lý thuyết thôi, quan trọng là thực tế trải nghiệm và hiệu năng nhiệt độ, và thực tế là intel nó càng ngày bị AMD bỏ lại do vẫn đâm đầu vào tiến trình 14nm
Hiệp K
TÍCH CỰC
1 năm
Bài viết có giá trị nè 😁
@nospecial adobe hiện tại hầu như render toàn bằng cpu, chỉ 1 số hiệu ứng blur này nọ kèm thêm gpu trừ raytracing ra.
ChipHero
TÍCH CỰC
1 năm
@ragefighter Nghe Vn có cty sx từ chối ss. T nghe cũng nhột m. Từ bgiờ vn có cty sx chip thế 😆)))
@ChipHero heheh. nói chém gió quá mạng đó, ngay cả mediatek sản xuất ít mang sang tsmc gia công. vn công ty nào sản xuất chip còn ko nghe tới, nghe hết cả hồn. chê 3nm mới ghê luôn. hhahha
ChipHero
TÍCH CỰC
1 năm
@ragefighter Nếu có thật chắc cùng lắm đc sờ cái tiến trình 14nm của nó là quá ngon rồi. Đằng này đòi làm tận 3nm cơ. Mạnh đấy
dat225
TÍCH CỰC
1 năm
Đã hơn 10 năm, cái hồi sắm cái PC có CPU 45nm hot hit, Ram 2G chấp tất các thể loại Win XP... 😔
masterss0
TÍCH CỰC
1 năm
@tomguitar nhưng k bỏ trận dc =)) minh login vô nhắp nhắp mấy cái lại ra, chứ k ngồi lỳ mãi 20p dc. nc 1 phần cũng vì cv, 1 phần già mnr, k còn mê game như xưa nữa =))
@sherks Còn tui pen 4 40gb hdd ông ạ 😃) , con chip giờ vẫn còn dùng được 😃))
@smx105 Dàn máy đó chắc ở thời cháu còn bú sữa bình :v
Vậy ra chủ yếu để phục vụ cho mục đích quảng cáo là nhiều.
Meomeo888
ĐẠI BÀNG
1 năm
@Tèo bánh bèo Quảng cáo thì anh nào cũng quảng cáo hết, hiện tại TSMC 7nm đang cho mật độ transistors nhỉnh hơn Intel 10nm chút ít.
princez
TÍCH CỰC
1 năm
@Meomeo888 Ngược lại, mật độ của 10nm của intel đang cao hơn 7nm của TSMC nhé
mr.ntminh
ĐẠI BÀNG
10 tháng
@princez thì tiến trình 14nm của a tèo cũng đc hơn 4 năm r còn gì ng ta nghiên cứu tiến trình 10nm cũng ít nhất cũng phải đc 4 năm còn tiến trình 7nm mới ra đc 1-2 năm chưa có nhiều tối ưu hóa thì nó trả khác nhau nhiều chứ bác
Bài viết hay quá.
Ngoài đối mặt với công nghệ quang khắc khi kích thước mỗi cầu bán dẫn nhỏ hơn thì có 1 vấn đề kỹ thuật làm các hãng cần giải quyết là "hàng rào điện thế" quá nhỏ và kiểm soát dòng e dịch chuyển qua các cầu dẫn trong 1 transister sẽ khó khăn hơn
@Tài Hoàng Minh cái vụ này ss có solution rồi, xài nano wire xếp tầng. intel thì còn lâu vì intel mới 10nm ah. còn lâu mới tới 3nm chắc intel 10 năm nữa mới 3nm.
Matevol
ĐẠI BÀNG
1 năm
Nhìn độ phức tạp của CPU mới thấy công nghệ trong nó kinh khủng thật. Khó vậy không biết khi nào Việt Nam mình mới làm được 😔
@KeniVinh Ngày xưa 1 ổ cứng 5mb là 1 cái tủ to bự chứa nhiều phiến đĩa gốm đấy bác, bây giờ ổ cứng sử dụng công nghệ ghi từ nhiệt chút éc cũng vài TB rồi, chưa nói đến chip nhớ mới bá đạo cái ssd m2 bằng ngón tay cũng vài TB rồi, thẻ nhớ micro cũng 512gb ... kinh.
mralexco
TÍCH CỰC
1 năm
@hieupy89 Người Đức phát minh oto bạn à. Người Mỹ chỉ giúp nó phổ biến ra thế giới bằng mẫu Model T thôi.
@Matevol Lo gì sam nó sắp ra 3nm rùi 3-4 năm nữa và ai là culi nó, mẽo hiện tại nhưng mốt lại chả chuyển hết về vn như mãng mobie. Giờ thời máy móc rồi cứ nhập và dập thôi.còn muốn chôm hay vượt nó không nổi đâu intel còn 10nm phát rầu kìa.
Alaka
ĐẠI BÀNG
1 năm
@Matevol Cả thế giới chỉ có 1 cty Asml của Hà Lan sản suất đc máy khắc quang cpu mà 1 năm chỉ làm đc 20 30 máy cả thế giới tranh nhau mua, thì VN mình còn khước !! Đừng nên bi quan quá bạn à
phamtung2810
ĐẠI BÀNG
1 năm
Chủ yếu khi giới thiệu là mạnh hơn và tiết kiệm điện hơn
Tiến trình giờ chỉ mang tính chất marketing là chính 😁
cùng 1 dòng cao cấp tích hợp đầy đủ công nghệ mới nhất thì tiến trình càng nhỏ càng tốt 😆
còn đối với dòng thấp hơn thì không đúng vì tùy từng dòng mà hãng thêm thắt các thứ
Hic, mới xem trên Youtube đánh giá Ryzen 3000 còn nhiều lỗi, đang định đổi gió mà phân vân quá.
☐ ☐
TÍCH CỰC
1 năm
@traithanhnam90 Ôi dào mỗi hãng nó 1 khác chứ đòi thằng amd phải giống hệt tk intel thì ns làm gì
Bao giờ mấy con này cắm main đúng đời(x570) mà bị bsod hay tụt hiệu năng nhiều so vs công bố thì hẵng kêu là lỗi
@traithanhnam90 H cứ intel vs nvidia đi cho lành bác ơi, ko chờ vài mùa nữa. Ryzen dc đánh giá cao về pp nhưng cũng đợi thêm tầm 1n nữa ms chắc ổn 😃
@Barbatos Nói chung đợi mấy bác chuyên ngành test cho chắc đã bác à.
mr.ntminh
ĐẠI BÀNG
10 tháng
@traithanhnam90 nếu bác muốn ngon thì kiếm dòng ryzen 2000 cho chắc h cũng ổn lắm r, lỗi thì con nào trả có dòng rx580 trc ngang bằng con 1050 h update driver lên lại nằm giữa 1060 vs 1070 mà giá thì ngon hơn 2 con kia
quy.helios
TÍCH CỰC
1 năm
Hay
nghaimin
TÍCH CỰC
1 năm
Chính xác hiện nay tiến trình bao nhiêu nm chính là kích thước của lát cắt nhỏ nhất mà tiến trình có thể tạo ra thôi. 10 nm nghĩa là lát cắt nhỏ nhất có kích thước 10 nm. Nó không còn là kích thước bóng bán dẫn như trước kia nữa.
Càng nhỏ càng dễ hỏng chip và linh kiện.
@anhmutcobedi1990 chả liên quan, chủ yếu là nhiệt độ thôi
@anhmutcobedi1990 Vậy bác mua 65nm mà dùng
@uochuý1489Quốc Huy Chuẩn đó. Dùng đó nó an toàn hơn nhiều. Dễ tháo lắp và tự sửa chữa được.
smx105
TÍCH CỰC
1 năm
@anhmutcobedi1990 Nhìn lại con CPU cũ của mình nó to gấp 4 lần con máy tính Compute Stick bây giờ 😁
8BFDED01-7576-4132-967A-E2D94DDBF18A.jpeg
@smx105 Con này bạn cho vào tủ lạnh là tăng hiệu suất máy ngang con cpu bây giờ
Vẫn tin tưởng intel cho các máy thông thường. Amd chi giải trí và game
mr.ntminh
ĐẠI BÀNG
10 tháng
@qloved bác cứ đùa em vừa làm việc vừa chơi game trên dòng ryzen có gì đâu nếu không update windows thì chẳng có lỗi gì cả ( em bị 2 lần lúc chơi game bị giật kinh khủng fps không tụt ra kiểm tra lại thì do windows đang update ) còn chuyện máy vp dùng word vs excel và mở mấy tab chrome thì ngon so vs a tèo nhiều.
qloved
TÍCH CỰC
10 tháng
@mr.ntminh Làm được và làm tốt nó khác nhau mà bạn. Môi trường doanh nghiệp cần sự ổn định được khẳng định chứ không thể chạy theo công nghệ được chưa được kiểm chứng được
@qloved Ps4 dùng cpu và gpu của amd, macbook gpu cũng rời cũng của amd . Sao thấy doanh nghiệp toàn dùng amd
qloved
TÍCH CỰC
10 tháng
@MiniD Doanh nghiệp nào dùng ps4 làm việc. GPU làm thay việc của CPU hả bạn. Có hiểu dùng môi trường doanh nghiệp là như thế nào không đó
Hồi đó con ps3 từ 65nm chuyển sang 45nm là thấy khác biệt hẳn
Nói vậy là cùng gọi tiến trình x nanomet mà mạnh thằng nào nấy chuẩn. Kiểu 20cm mà thằng đo từ đầu đến gốc so với thằng lại đo từ đầu đến đít.
☐ ☐
TÍCH CỰC
1 năm
Thằng intel là thằng đầu têu thu nhỏ tiến trình để quảng cáo đấy thôi, đợt xuống 22 rồi 14nm chả giật tít ghê lắm
Xong bao lâu k lên được 10nm thì bắt đầu chi tiền cho báo để "14nm của tao bằng 7nm chúng mày đấy"
☐ ☐
TÍCH CỰC
1 năm
@Lumisur Nhưng cũng chả tk nào xác thực được thông tin bài của mod cả
Căn cứ thích thì bịa ra vài cái chứ khó gì
@Lumisur đây 14nm của intel mật độ kém xa 16nm của tsmc và ss nè. vậy mà ông intel dám nổ 14nm của intel hiện đại lắm
Screenshot_20190410-082704_Samsung Internet Beta.jpg
☐ ☐
TÍCH CỰC
1 năm
@Lumisur Ờ thế trên kia mod ghi từ nhiều nguồn, vậy mod tự bịa ra cũng có thể coi là 1 nguồn ha
Wiki tự sửa được nên tính xác thực cũng chả biết được
Giờ thích tự tạo chart xong đem lên wiki rồi chụp lại thấy ez k
Mà tiện t hỏi intel nó trả ông bao nhiêu tiền thế
bhuubao
TÍCH CỰC
1 năm
Mấy bác cho em hỏi, máy tính không cần tắt thei em biết bây giờ chỉ có Mac là như vậy.
Vậy thì một chiếc máy không cần Shut down là do phần cứng hay HĐH?
@deslatha thôi ông ơi, mac kết hợp phần cừng gì ít lỗi. bữa lỗi ssd bảo hành đại trà kìa.
pc xài ram xịn lấy gì có màn hình xanh? do xài ram dỏm mới màn hình xanh thì có. tui xài pc trước giờ đâu thấy màn hình xanh vì chọn ram xịn. chỉ có lúc trước ham rẻ xài ram dỏm bị xanh thôi.

thôi bớt chém gió đi ông, intel nổ công nghệ tiến tiến về mật độ bóng bán dẫn kìa, giờ đổ thừa qua kiến trúc arm? còn nói vì kiến trúc arm nên xuống 7nm dễ dàng? sao không ngó sang amd cũng x64 đấy, sản xuất dây chuyền 7nm đó? dường đất với xi măng gì ở đây? có nghe intel chém gió thì cũng ngó sang hàng xóm cái. amd chắc đường đất ah? 7nm người ta msng xuống đesktop ăn 105w được kìa? trong khi intel kới mang 10nm lên cpu 25w thôi vì sản lượng thấp và chưa có khả năng nhồi mật độ cao.

đừng lấy lý thuyết của intel mà chém gió chỉ để lòi cài cùi bắp của intel ra. đổ thừa kiến trúc nền tảng, sao ko ngó sang amd 7nm đó?. hết chém gió chưa em?
@bhuubao Câu hỏi của bạn không hợp lý. Mọi hệ thống đều cừng phải được bảo trì và nâng cấp. Không có một hệ thống server hay máy móc nào mà không phải được khỏi động lại hay update theo chu kỳ cả. Nên sẽ không bao giờ có khái niệm là không cần tắc hay khỏi động lại.
masterss0
TÍCH CỰC
1 năm
@kkzbanana Nguyên tắc thì nhiều hệ thống nhỏ trong hệ thống lớn, không bảo trì cái này thì cũng bảo trì cái khác; nên cả hệ thống lớn vẫn sẽ có nhiều lúc tắt, khởi động lại là chuyện đương nhiên. Thường thì khó có trường hợp nào chạy quá 1 năm mà không tắt, khởi động lại. Nhưng đó là do vận hành khách quan thôi chứ để luôn thì chắc chạy dc vài năm đó 😁
máy win tắt máy với restart còn khác nhau 😆)
Cá nhân
Bạn
Hi bạn!
Điểm Reward Store: 
Tuổi Tinh tế: 
Cấp độ thành viên Tinh Tế


Tải app Tinh tế

Tải app Tinhte - Theo dõi thông tin mà bạn yêu thích

Tải app TinhteTải app Tinhte
Tải app Tinh tế cho Android trên Google PlayTải app Tinh tế cho iPhone, iPad trên App Store



Cộng đồng nổi bật




  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2020 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 209 Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 7, Quận 3, TP.HCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019