Kiến trúc CPU Sandy Bridge của Intel có gì mới?

Tập đoàn Intel (Integrated Electronics) được thành lập năm 1968 tại Santa Clara, California của Hoa Kỳ. Ngày nay, Intel luôn được coi là "gã khổng lồ" trong lĩnh vực sản xuất vi xử lý cho máy vi tính, bo mạch cùng hàng loạt các linh kiện phục vụ cho máy tính xách tay, thiết bị di động... Kể từ năm 2007, Intel luôn vượt trước đối thủ của mình trong lĩnh vực chip xử lý là AMD với những bước nhảy tick-tock “nhịp nhàng”. Tại IDF 2010 (Hội nghị của các nhà phát triển Intel), lại một lần nữa tiếng "tock" của Intel được vang lên. Đó chính là “Sandy Bridge” - người kế nhiệm kiến trúc Nehalem "nổi đình đám" trong năm 2008. Có thể nói, Sandy Bridge chính là con bài chiến lược của hãng trong năm 2011.

 

 

Trong hội nghị IDF 2010, Intel cũng giới thiệu những "bước nhảy" công nghệ tiếp theo của mình đó là đó là Ivy Brigde và Haswell. Cả 2 sẽ lần lượt ra mắt vào trong năm 2011 và 2012. Như vậy dựa trên những gì Intel đã cũng cấp, chúng ta có thể thấy được những bước nhảy tick-tock của hãng này bao gồm:

 

2007 (Tick):Penryn - 45nm, 4-core, SSE4.

2008 (Tock):Nehalem - 45nm, 4-core, SSE4.2, HT, IMC và QPI.

2009 (Tick):Westmere - 32nm, 6 core, AES-NI, HT, IMC và QPI.

2010 (Tock):Sandy Bridge - 32nm, 4-8-core, AVX, HT, IMC và QPI.

2011 (Tick):Ivy Bridge - 22nm, chưa công bố.

2012 (Tock):Haswell - 22nm, chưa công bố.

 

 

 

Vậy, tick-tock là gì? Tại sao Intel gọi chiến lược nghiên cứu cũng như phát triển các sản phẩm vi xử lý của mình là mô hình phát triển tick-tock. Trong đó một kiến trúc sẽ tồn tại cho 2 thế hệ sản phẩm. Tock: tiến trình sản xuất cũ, kiến trúc mới còn Tick: tiến trình sản xuất mới, kiến trúc cũ. Bởi vậy, có thể thấy Sandy Bridge nằm trong tiến trình Tock. Điều đó có nghĩa rằng đây là một CPU được Intel sử dụng tiến trình sản xuất cũ (cùng 32 nanomet như Westerme) nhưng sẽ có kiến trúc mới.

 

Bài viết sau đây sẽ cung cấp cho các bạn cái nhìn tổng quát về Sandy Bridge, thế hệ chíp xử lý mới của Intel theo tiếng việt là “cầu cát". Tại thời điểm cuối năm 2010 này, hầu như tất cả người sử dụng máy vi tính cũng như tín đồ của công nghệ đều mong chờ tiếng "tock" mang tên Sandy Bridge của Intel sẽ nổ vang khi chính thức được bán trên kệ vào năm sau. Cùng với Westmere, đây là kiến trúc đầu tiên của Intel được sản xuất trên tiến trình 32nm cùng với thế hệ 2 của Hi-K Metal Gate (Transistor cổng kim loại) mang lại hiệu suất cao và tiêu thụ ít điện năng hơn.

 

 

 

Nếu như với Nehalem, Intel cho GPU (nhân xử lý đồ họa) với CPU (bộ vi xử lý trung tâm) nằm trên 2 đế trong cùng một gói xử lý thì trong Sandy Bridge cả 2 lại được tích hợp trên cùng một đế với nhau. Với thiết kế này, 2 đơn vị xử lý là CPU và GPU sẽ sử dụng chung bộ nhớ đệm có trên chip. Theo Intel, nó sẽ giúp các CPU  theo kiến trúc Sandy Bridge hoạt động nhanh hơn với tốc độ lớn hơn nhiều so với các thế hệ trước. Intel gọi nó là LLC (Last Level Cache), một loại băng thông được thiết kế với tốc độ lên đến 384GB/s. Đây có lẽ là cải tiến rất quan trọng vì GPU không cần phải kết nối trực tiếp từ bộ nhớ RAM. Qua đó, hệ thống sẽ giảm được độ trễ và tiết kiệm năng lượng hơn.

 

Không dừng lại ở đó, điều khá may mắn là đồ họa tích hợp trong CPU  Sandy Bridge có sự cải thiện đáng kể so với nhân đồ họa tích hợp trong thế hệ Clarkdale đầu tiên. Điều này được thể hiện qua lượng đơn vị xử lý (execution unit - EU). Sandy Bridge có 2 phiên bản IGp (Integrated Graphics) là 6 và 12 EU, qua đó sẽ giúp người sử dụngchơi được kha khá các game nhẹ và trung bình mà không cần phải mua Card đồ họa rời.

 

 

Ngoài ra, Intel còn đầu tư thêm vào năng lực mã hóa/giải mã video trên IGP của mình. Đó chính là Intel Quick Sync Video. Cụ thể, tính năng này sẽ mang lại khả năng chuyển đổi định dạng video cho các thiết bị cầm tay và chia sẻ qua mạng một cách nhanh nhất. Đi cùng là Intel Stereoscopic 3D, Intel Clear Video HD giúp máy tính có khả năng phát video với chất lượng hình ảnh tốt và âm thanh trung thực nhất.

 

 

Sandy Bridge sử dụng nền tảng chipset 6 series mang tên mã là Cougar Point. Thế hệ chipset này được trang bị những công nghệ tối ưu như vPro technology, SIPP giúp bảo mật và bảo vệ dữ liệu cùng với chức năng quản lý máy tính từ xa. Khả năng kết nối với các thiết bị ngoại vi cũng tốt hơn nhờ công nghệ Rapid Storage Technology.

 

 

Hơn thế nữa, để mở rộng khả năng tính toán số thực của mình, Sandy Bridge sẽ có một tập lệnh mới gọi là "Advanced Vector Extensions" (AVX). Các lệnh này là một dạng cải tiến của SSE. Đường dẫn dữ liệu sẽ được mở rộng từ 128-bit lên 256-bit, giới hạn lệnh hai toán hạng sẽ gia tăng lên thành bốn toán hạng, và các chức năng sắp xếp dữ liệu tiên tiến cũng được bổ sung. Các cải tiến của AVX cho phép CPU sở hữu khả năng tính toán số thực cao hơn gấp đôi so với trước đây.

 

 

Cuối cùng đó chính là tính năng Turbo Boost (TB) quen thuộc từ các phiên bản Core i vẫn sẽ xuất hiện. Tuy nhiên, điểm khác biệt nằm ở chỗ đây là phiên bản cải tiến TB 2.0. Cụ thể, TB 2.0 sẽ tự động tăng xung của CPU và GPU riêng tùy theo nhu cầu sử dụng. Mặc dù vậy, đây sẽ là tin buồn cho OverClocker khi có ý định ép xung với các dòng CPU 2011 của Intel.