Trong khi bộ vi xử lý 5 nm mới đang dần được đưa vào các thiết bị điện tử (trên thế giới nói chung), IBM đã công bố bước đột phá mới với chip 2 nm.

Theo IBM, bộ vi xử lý (CPU) mới của hãng là loại nhỏ nhất (và mạnh nhất) từng được phát triển, có kích cỡ chỉ bằng móng tay nhưng chứa tới 50 tỷ bóng bán dẫn.

Cụ thể, chip 2 nm của IBM có mật độ 333 triệu bóng bán dẫn/ mm2.

Hiểu đơn giản, kích thước chip càng nhỏ, bộ vi xử lý (CPU) của thiết bị càng chứa được nhiều bóng bán dẫn, quyết định độ nhanh và hiệu quả của thiết bị khi hoạt động. Đồng thời, nhiều bóng bán dẫn hơn trên một chip giúp thiết bị có nhiều lựa chọn hơn để truyền tải các cải tiến lõi, cải thiện hiệu năng cho những tác vụ AI và điện toán đám mây, mở đường cho bảo mật và mã hóa thực thi bằng phần cứng.

Tấm wafer chứa các chip 2 nm của IBM. Ảnh: IBM Research. Tấm wafer chứa các chip 2 nm của IBM. Ảnh: IBM Research.

Hãy làm phép so sánh nhỏ: Hầu hết các thiết bị tích hợp chip hiện nay đều sử dụng chip 10 nm hoặc 7 nm. Tiên tiến hơn, hai nhà sản xuất chip lớn nhất thế giới là TSMC và Samsung hiện đang cho ra đời các dòng chip 5 nm.

Chip 5 nm tiên tiến nhất của TSMC có khoảng 173 triệu bóng bán dẫn/ mm2, còn chip 5 nm của Samsung là 127 triệu bóng bán dẫn/ mm2. Ngoài ra, TSMC cũng mới có thêm kế hoạch bắt đầu làm chip 4 mm vào cuối năm nay trước khi sản xuất hàng loạt trong năm 2022.

Các nhà sản xuất khác, như M1, A14 của Appe cùng với Kirin 9000 của Huawei (2020) đã dùng bộ vi xử lý 5 nm của TSMC. Trong khi đó, Snapdragon 888 của Qualcomm được sản xuất dựa trên công nghệ 5 nm của Samsung.

Vì thế, có thể dự báo công nghệ chip 2 nm của IBM sẽ mang đến một "cuộc cách mạng" cho toàn ngành.


Theo đại diện IBM, chip 2 nm ước tính sẽ mang lại hiệu suất cao hơn 45%, tiêu thụ năng lượng thấp hơn 75% so với các chip 7 nm thông dụng hiện nay trên thị trường.

Đồng thời, chip 2 nm còn giúp cắt giảm lượng khí thải carbon của các trung tâm dữ liệu - nơi đang sử dụng 1% tổng năng lượng tiêu thụ toàn cầu, tăng tốc xử lý trên thiết bị điện tử và tăng gấp bốn lần tuổi thọ pin điện thoại di động (so với các thiết bị sử dụng chip 7 nm). "Bạn có thể chỉ cần sạc các thiết bị đó bốn ngày một lần." - đại diện IBM.

Hãng cũng cho biết, máy tính xách tay sẽ được tăng tốc nhờ các bộ xử lý như vậy (kích thước chip 2 nm), trong khi các phương tiện tự hành như xe tự lái sẽ phát hiện và phản ứng với các vật thể xung quanh nhanh hơn.

Với chip 2 nm, IBM dường như đang tạo ra bước đột phá lớn trước các đối thủ của mình. Trích lời của Ginni Rometty, Chủ tịch và CEO IBM: "Hãy là người khởi xướng đầu tiên và hãy dám một mình".

Màn ra mắt chip 2 nm của IBM cũng nhận được sự quan tâm và ủng hộ lớn từ cộng đồng mạng Việt Nam.

Ảnh chụp màn hình các bình luận bên dưới bài đăng về màn ra mắt chip 2 nm “by IBM” (VnExpress). Ảnh chụp màn hình các bình luận bên dưới bài đăng về màn ra mắt chip 2 nm “by IBM” (VnExpress).

Tuy nhiên, điều này không có nghĩa rằng chip càng nhỏ thì máy càng “chạy mượt, ít hao pin”. Bởi theo một chuyên gia trong ngành cho biết, người dùng khi tìm hiểu thông số của các loại thiết bị điện tử cần cân nhắc nhiều hơn yếu tố kích thước chip.

Cụ thể hơn, chúng ta không nên so sánh theo kiểu 1-1, tức KHÔNG NÊN cho rằng “số lượng bóng bán dẫn của chip 10 nm chỉ bằng 1/2 chip 5 nm, và tốc độ xử lý lẫn hiệu suất năng lượng CPU của chip 10 nm cũng sẽ tốn gấp đôi chip 5 nm”.

Theo chuyên gia này, hiệu năng bộ vi xử lý (CPU) sẽ phụ thuộc vào hai yếu tố chính: Tính logic trong thiết kế mạch và Công nghệ chế tạo.

_Thứ nhất, về Tính logic trong thiết kế mạch

Ví dụ: cùng một khối thực hiện phép nhân, mạch X chỉ cần 7 bóng bán dẫn (transistor), trong khi mạch Y cần đến 10 bóng. Giả sử kích thước chip X có lớn, dẫn đến lượng bóng bán dẫn trong chip X ít hơn Y đi chăng nữa, nhưng tổng số bóng dùng cho các tác vụ của X vẫn có thể ít hơn của Y.

Cùng làm một nhiệm vụ, nhưng X cần ít transistor hơn và tiêu hao năng lượng ít hơn Y. Do vậy theo cách tính này, chip X hoàn toàn có thể xử lý tác vụ hiệu quả hơn chip Y, miễn là các mạch trong thiết bị được thiết kế một cách logic.

_Thứ hai, về Công nghệ chế tạo

Cùng một kích thước CPU, loại chip 7 nm có thể nhét nhiều bóng bán dẫn vào CPU hơn loại chip 10 nm. Từ đó, nhiều khối chức năng được ghép vào và CPU có chip 7 nm sẽ trở nên mạnh mẽ hơn.

Như vậy, tuy độ logic trong thiết kế mạch của các thiết bị “made by IBM” vẫn là một ẩn số, nhưng chip 2 nm - bước đột phá mới của hãng - vẫn có thể hứa hẹn cho một sự cải tiến toàn diện về hiệu suất lẫn mức tiêu thụ năng lượng cho các thiết bị tương lai của "gã khổng lồ công nghệ Mỹ".

Câu hỏi đặt ra là, không rõ khi nào chip 2 nm mới được đưa vào các thiết bị tiêu dùng?

Bởi việc công bố chip 2 nm và triển khai chúng trên quy mô lớn là những câu chuyện hoàn toàn khác nhau.

Trả lời báo giới, IBM có kế hoạch sẽ phát hành chip 7 nm thương mại đầu tiên trong năm nay trên các máy chủ Power Systems của mình. Thế nên, dù chip 2 nm có lẽ còn vài năm nữa mới có mặt trên máy tính xách tay và điện thoại, nhưng ít nhất cũng tốt khi biết rằng các CPU mạnh hơn và hiệu quả hơn đang trong quá trình phát triển và mang lại lợi ích khổng lồ cho người dùng.

Tổng hợp