Intel 18A-P: Bước nhảy vọt về hiệu năng, tăng 30% xung nhịp ở điện áp thấp

Thiết kế và công nghệ đột phá trên tiến trình Intel 18A-P

Intel vừa chia sẻ những thông tin công nghệ mới nhất về tiến trình 18A-P, phiên bản nâng cấp toàn diện từ tiến trình 18A hướng đến mảng gia công chip (Foundry). Điểm nhấn lớn nhất trong thiết kế lần này là sự kết hợp giữa kiến trúc transistor RibbonFET (Gate-All-Around) và công nghệ cấp nguồn từ mặt sau wafer mang tên PowerVia.

Bằng việc chuyển toàn bộ hệ thống cấp nguồn xuống mặt sau của wafer, Intel đã giải phóng không gian phía trên transistor để tối ưu cho các đường truyền tín hiệu. Thiết kế đột phá này giúp loại bỏ hiện tượng sụt áp và duy trì mức xung nhịp ổn định hơn. Ngoài ra, Intel còn bổ sung thêm hai lớp kim loại thô có điện trở thấp ở phần trên cùng của stack kim loại, giúp giảm đáng kể tình trạng tắc nghẽn khi đi dây và hạ độ trễ liên kết xuống mức tối thiểu.

Khả năng tản nhiệt cũng được nâng cấp mạnh mẽ khi độ dẫn nhiệt của bond stack tăng tới 50%, giúp giảm điện trở nhiệt tổng thể của toàn bộ stack từ 20% đến 40%, đảm bảo chip hoạt động mát mẻ hơn dưới tải nặng.

Hiệu năng vượt trội và khả năng tiết kiệm điện năng

Nhờ những cải tiến sâu về mặt vật lý và kiến trúc, tiến trình Intel 18A-P mang lại những thông số hiệu năng cực kỳ ấn tượng so với thế hệ tiền nhiệm:

• Tăng 30% xung nhịp ở mức điện áp cực thấp 0,5V đối với các nhân x86 khi so sánh với thiết kế FinFET tương đương.
• Tăng hơn 9% hiệu năng ở cùng một mức tiêu thụ điện năng so với tiến trình Intel 18A tiêu chuẩn.
• Giảm hơn 18% lượng điện năng tiêu thụ nếu giữ nguyên mức hiệu năng hoạt động.
• Giảm điện trở ngoài 20% đối với NMOS và 12% đối với PMOS.

Intel cũng cung cấp các tùy chọn transistor RibbonFET tùy biến cho từng nhu cầu thiết kế: dòng W1 và W1.5 tối ưu cho các thiết bị yêu cầu điện năng và điện dung thấp; trong khi dòng W3P tích hợp Power Boost hướng đến hiệu năng cao, giúp tăng tốc độ xử lý thêm 10% mà không làm tăng điện năng tiêu thụ.

Ứng dụng thực tế trên Diamond Rapids và Nova Lake

Tiến trình Intel 18A-P sẽ sớm được hiện thực hóa trên các dòng vi xử lý thương mại thế hệ mới của hãng:

• Diamond Rapids (Xeon): Dòng CPU dành cho máy chủ này dự kiến sẽ sở hữu tối đa lên đến 256 nhân P-Core. Sản phẩm sử dụng thiết kế chiplet với 16 chiplet nhân được sản xuất hoàn toàn trên tiến trình 18A-P. Để tối ưu cho các tác vụ trí tuệ nhân tạo (AI) quy mô lớn, Intel bố trí hệ thống I/O ở trung tâm package nhằm đảm bảo khả năng truy cập bộ nhớ đồng đều giữa các nhân.
• Nova Lake (Core): Dòng vi xử lý dành cho người dùng phổ thông cũng được xác nhận sẽ là một trong những cái tên đầu tiên thừa hưởng sức mạnh từ tiến trình 18A-P này.

Đánh giá cuối cùng

Tiến trình Intel 18A-P không chỉ là một bước đệm kỹ thuật mà là lời khẳng định mạnh mẽ của Intel trong cuộc đua bán dẫn toàn cầu. Việc tối ưu hóa thành công hiệu năng ở mức điện áp thấp (0,5V) mở ra kỷ nguyên mới cho các thiết bị di động lẫn hệ thống máy chủ AI siêu phân luồng, định hình lại vị thế của Intel Foundry trước các đối thủ lớn.

Nguồn tham khảo

Bài viết có tham khảo thông tin từ: Tinh tế