Khám phá kiến trúc Foveros mới của Intel: Kết hợp cả nhân Atom và nhân Core trong một chip

Intel xác nhận rằng họ đang nghiên cứu một giải pháp đồ họa rời dành cho các máy tính client, sẽ ra mắt vào năm 2020. Tuy nhiên, đó không phải tất cả những gì Intel đang nghiên cứu.

Trong sự kiện Architecture Day diễn ra vài ngày trước, công ty trình bày các dự định về kiến trúc trong dài hạn của mình. Tại đây, ông Raja Koduri, phó chủ tịch cấp cao về giải pháp đồ họa và kiến trúc của Intel, cho biết các mục tiêu mới của công ty. "10 Teraflops dữ liệu, 10 petabytes sức mạnh điện toán, độ trễ chưa đến 10 mili giây."

Đó là một mục tiêu đầy tham vọng và Intel tin rằng mình có thể đạt được mục tiêu này bằng cách chuyển dịch sang một kỷ nguyên về thiết kế phần cứng được gọi là "kỷ nguyên kiến trúc". Theo ông Koduri cho biết, "những tiến bộ về kiến trúc trong 10 năm tới sẽ nhiều hơn cả 50 năm qua."

Ông Raja Koduri, Phó chủ tịch cấp cao về giải pháp đồ họa và kiến trúc của Intel.

Để đạt được điều này, Intel giới thiệu thiết kế đóng gói chip mới có tên Foveros, dự kiến ra mắt vào năm tới.

Intel cho biết, con chip đầu tiên đóng gói theo thiết kế Foveros sẽ có kích thước 12 mm x 12 mm - nhỏ hơn một đồng xu - và được xây dựng trên quy trình sản xuất 10nm. Nó sẽ có hiệu suất tương đương với các chip Core hiện tại nhưng có mức tiêu thụ năng lượng ở trạng thái chờ chỉ 2 mili Watt. Ưu thế về tiêu thụ năng lượng này sẽ làm nó phù hợp với hàng loạt thiết bị tablet và laptop (nhưng Intel không hề đề cập đến smartphone).

Con chip đóng gói đầu tiên của Intel sử dụng thiết kế Foveros có kích thước nhỏ hơn một đồng xu.

Foveros là "kiến trúc x86 lai" khi sử dụng song song cả hai kiến trúc Atom và Core. Nói cách khác, thiết kế này sẽ tận dụng chiến lược "lõi lớn, lõi nhỏ" (big core, little core) đang được sử dụng trong nhiều thiết kế chip trên smartphone.

Theo đó, "lõi lớn" sẽ dựa trên kiến trúc Core với hiệu năng cao hơn, trong khi "lõi nhỏ" sử dụng kiến trúc Atom với mức độ tiêu thụ được tối ưu tốt nhất khi xử lý các tác vụ nhẹ và khi ở trạng thái nghỉ. Mục đích của thiết kế này nhằm đem lại thời lượng pin sử dụng trong cả ngày (25 giờ sử dụng liên tục), với thời gian chờ một tháng, mà không phải hy sinh hiệu năng.

Biểu đồ khối chip với nhân CPU lớn cùng 0,5 MB bộ nhớ MLC và các nhân CPU nhỏ dùng chung 1,5 MB bộ nhớ cache L2.

Thời lượng pin này cũng tương tự như lời hứa của Qualcomm dành cho các laptop Windows 10 sử dụng các chip Snapdragon. Cho dù Intel không hứa hẹn gì về kết nối LTE như Qualcomm, nhưng với mục đích cải thiện đột phá về thời lượng pin, cả ở trạng thái hoạt động và trạng thái chờ, đây là câu trả lời rõ ràng cho ưu thế cạnh tranh của Qualcomm.

Điều đáng chú ý là Intel gọi thiết kế của mình là "công nghệ đóng gói". Nói cách khác, đây không phải là một kiến trúc cụ thể, và nó cũng không hẳn là một dòng sản phẩm cụ thể. Thay vào đó, đây là cách xây dựng "hệ thống trên một gói" (system-on-a-package), công nghệ sẽ được Intel sử dụng trên hàng loạt phần cứng trong tương lai.

Trên thực tế, hiện sản phẩm sẽ được xây dựng bằng công nghệ này vẫn chưa có tên bán lẻ, cũng như loại thiết bị sẽ sử dụng nó – cho dù trong buổi giới thiệu sản phẩm, Intel đã trình diễn hình ảnh một số loại laptop và tablet unbrand sử dụng chip này.

Điều này có nghĩa Foveros không phải một nhánh kiến trúc mới. Lộ trình về kiến trúc CPU của Intel trong 5 năm tới vẫn tập trung vào nâng cấp và cải thiện trên cả nhân Atom và Core. Foveros không làm thay đổi lộ trình này, thay vào đó sẽ tìm ra cách mới để thực thi chúng. Trong khi Intel không đưa ra các thông báo cụ thể về thương hiệu chip mới, nhưng có lẽ công ty sẽ tiếp tục sử dụng các slogan của Atom và Core trên các sản phẩm này.

Cho dù vậy, điều này cũng cho thấy sự chuyển đổi trong chiến lược của Intel. Với Foveros, yếu tố quan trọng nhất không còn là tốc độ mỗi chip riêng lẻ trong cả gói, thay vào đó là tốc độ tổng thể trong mỗi trường hợp sử dụng cụ thể.

Jim Keller, phó chủ tịch cấp cao và giám đốc kỹ thuật silicon của Intel cho biết, bước chuyển này giúp Intel trả lời câu hỏi: "Thay vì lấy sức mạnh điện toán và số lượng bóng bán dẫn làm các trụ cột quan trọng, vậy còn bộ nhớ và tính bảo mật thì sao?"

Tham khảo DigitalTrends