25/06/2022

Chiplets là gì? Tại sao nói đây là tương lai của ngành bán dẫn?

Chiplets là gì?  Tại sao nói đây là tương lai của ngành bán dẫn?

Có thể bạn đã từng nghe về khái niệm CPU được coi là “bộ não” của hệ thống máy tính, bất kể lớn hay nhỏ. Tương tự như các thùy của não người, các bộ vi xử lý hiện đại có thể chứa nhiều chip, được gọi là chiplet, thay vì chỉ một chip “nguyên khối” như trước đây. Vậy chiplet là gì, và tại sao chúng lại được sử dụng phổ biến như vậy?

Chiplets là gì?

Về mặt kỹ thuật, Chiplet là một phần của mô-đun bộ xử lý tạo nên một mạch tích hợp lớn hơn giống như bộ xử lý máy tính. Thay vì chỉ sản xuất một bộ xử lý trên một miếng silicon với số lõi mong muốn, chiplets cho phép các nhà sản xuất như AMD và Intel sử dụng kết hợp nhiều chip nhỏ để tạo thành một mạch tích hợp hoạt động lớn hơn. Hiệu quả hơn.

Nói một cách dễ hiểu, hãy liên tưởng đến hình ảnh của những mảnh ghép lego. Chiplet là khái niệm để chỉ các bộ xử lý (một mô hình lớn) được tạo thành từ nhiều chip nhỏ khác nhau (các miếng lego). Trên thực tế, sự ra đời của chiplet là một hệ quả tất yếu khi kích thước của các bóng bán dẫn ngày càng trở nên nhỏ bé, đến mức khó có thể thu nhỏ lại. Điều này đã khiến các nhà sản xuất chip phải tìm ra một phương pháp khác để tăng sức mạnh cho bộ vi xử lý của họ. Và chiplets có thể giúp giải quyết vấn đề đó.

See also  Tải xuống VidMate: Công cụ miễn phí giúp tải video video yêu thích

Chiplets

Chiplet cũng khác với SoC ở chỗ SoC thực sự là nhiều thành phần khác nhau được gắn trên cùng một đế chip để tiết kiệm không gian và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng. Tuy nhiên, chiplet có thể được sử dụng cho từng thành phần một, ví dụ: CPU trên SoC có thể bao gồm nhiều chiplet nhỏ, tương tự như GPU, chip WiFi, v.v.

Nhiều chiplet làm việc cùng nhau trong một mạch tích hợp duy nhất được gọi là mô-đun đa chip (MCM). Các CPU Ryzen, Ryzen Threadripper và Epyc, dựa trên kiến ​​trúc Zen độc quyền của AMD, là những ví dụ điển hình về các bộ xử lý chiplet có sẵn trên thị trường.

Những ưu điểm mà Chiplet mang lại

Định luật Moore nói rằng số lượng bóng bán dẫn trong một mạch silicon tích hợp tăng gấp đôi sau mỗi hai năm. Quy tắc quan sát này được đặt theo tên người đồng sáng lập Fairchild Semiconductor, Gordon Moore, người sau này trở thành Giám đốc điều hành của Intel.

Định luật Moore được đưa ra vào năm 1965 và duy trì trong khoảng 50 năm. Do những hạn chế của silicon, sự phát triển chất bán dẫn có dấu hiệu chậm lại vào năm 2010, và định luật Moore cũng được cho là sẽ lỗi thời vào năm 2025. Điều này đã khiến các nhà sản xuất chất bán dẫn phải tính đến việc sử dụng các vật liệu mới như gali nitride trong một nỗ lực. để thay thế hoàn toàn silicon.

See also  Hướng dẫn chơi trò chơi Doodle Island Championship theo chủ đề Olympic vừa được Google giới thiệu

Như đã nói, vì việc ‘nhồi nhét’ nhiều bóng bán dẫn hơn vào một miếng silicon trở nên phức tạp, sản lượng sẽ giảm xuống do những hạn chế của silicon tạo ra nhiều vấn đề hơn cho các nhà sản xuất.

Chiplets là một trong những giải pháp hữu hiệu cho vấn đề này. Sản xuất chất bán dẫn nổi tiếng là khó, với các bộ vi xử lý theo truyền thống được xây dựng trên một miếng silicon được gọi là thiết kế “nguyên khối”. Những khiếm khuyết nhỏ dẫn đến việc chip bị “hạ cấp” và được bán với ít lõi hơn, hoặc thậm chí bị loại bỏ hoàn toàn.

Ngược lại, khi một chiplet bị lỗi, nó có thể được thay thế bằng chiplet khác, dẫn đến ít lãng phí hơn nhiều so với việc loại bỏ hoặc hạ cấp một chip lớn. Điều này cũng giúp tăng năng suất vì các nhà sản xuất chip có thể đặt nhiều chiplet vào một bộ xử lý duy nhất để tạo ra số lõi mong muốn.

Cấu trúc chiplet

Nhìn chung, các nhà sản xuất có thể sử dụng chiplet để tối ưu hóa mục tiêu sản xuất, vì nó sẽ ít lãng phí hơn so với các thiết kế nguyên khối truyền thống “đặt cược” toàn bộ chip vào một miếng silicon duy nhất. .

Ngoài ra, ở chiplets, khoảng cách giữa các mô-đun trên cùng một chip cũng ngắn hơn. Điều này cho phép dữ liệu được truyền nhanh hơn so với việc phải thêm một con chip riêng lẻ vào bo mạch chủ như bình thường.

See also  Tra cứu điểm thi vào lớp 10 năm 2021 trên toàn quốc

Hiện tại, gần như mọi nhà sản xuất CPU lớn trên thế giới đều coi chiplet là tương lai của ngành công nghiệp bán dẫn. Hy vọng đây sẽ là giải pháp giúp tăng sản lượng và giải quyết tình trạng thiếu chip xử lý hiện nay trong nhiều lĩnh vực.