Buzz
Mặc dù không tăng số lượng bóng bán dẫn và không tiêu tốn thêm điện năng, nhưng Intel đã tiết lộ cách tăng hiệu suất chip với tiến trình 14A – một điều tưởng như nghịch lý.
Tại sự kiện Intel Foundry Direct 2025 ở San Jose (Mỹ), Intel đã chính thức giới thiệu chi tiết về tiến trình 14A, thế hệ kế tiếp của 18A, dự kiến bắt đầu sản xuất thử nghiệm vào năm 2027. Đây là nỗ lực mới của Intel để lấy lại thế thượng phong trong cuộc đua công nghệ chip, đang ngày càng trở nên khốc liệt, đặc biệt là trước sự vươn lên mạnh mẽ từ TSMC và Samsung.
Intel cho biết tiến trình 14A sẽ nâng hiệu suất trên mỗi watt từ 15 đến 20% so với 18A. Khi tối ưu hóa tiết kiệm năng lượng, 14A có thể giảm đến 35% điện năng tiêu thụ ở cùng mức hiệu năng, hoặc duy trì mức tiêu thụ điện nhưng tăng xung nhịp - tùy thuộc vào cách tối ưu từng thiết kế chip. Những cải tiến này chủ yếu đến từ hệ thống cấp điện PowerDirect, cho phép cung cấp điện trực tiếp từ mặt sau của tấm nền bán dẫn, một xu hướng hứa hẹn trong thiết kế chip cao cấp.
Bên cạnh đó, tiến trình 14A cũng được cải tiến mạnh về mật độ transistor, tăng 1.3 lần so với thế hệ trước. Dải điện áp hoạt động cũng được mở rộng, hỗ trợ linh hoạt hơn cho thiết kế điện - tần. Kiến trúc transistor RibbonFET cũng được nâng cấp lên thế hệ mới - RibbonFET 2, hứa hẹn cải thiện khả năng đóng cắt và tăng mật độ mà không làm ảnh hưởng đến sự ổn định, mặc dù Intel vẫn chưa tiết lộ cấu trúc chi tiết của loại transistor này.
Điểm đặc biệt và gây sự chú ý nhất chính là công nghệ Turbo Cell – phương pháp thiết kế logic mới do Intel phát triển để giải quyết hiệu quả các nút thắt cổ chai hiệu suất, đặc biệt là tại các đường tín hiệu quan trọng (critical path). Đây là những khu vực có độ trễ lớn nhất và ảnh hưởng trực tiếp đến tần số tối đa của chip. Thông thường, các nhà thiết kế sử dụng transistor tốc độ cao ở những khu vực này, nhưng điều này lại làm tăng điện năng tiêu thụ và giảm mật độ. Turbo Cell là giải pháp cân bằng, giúp tăng dòng dẫn transistor ở các vùng hiệu suất cao mà vẫn giữ được mật độ thiết kế tốt.
Thay vì phải lựa chọn giữa hiệu suất và tiết kiệm điện như trước đây, Turbo Cell cho phép kết hợp các tế bào logic tiết kiệm điện với các tế bào hiệu suất cao trong cùng một khối thiết kế, tùy chỉnh theo từng khu vực của chip. Công nghệ này đạt hiệu quả tối ưu khi kết hợp với các thư viện cell thấp - thường dùng để tiết kiệm diện tích và giảm điện năng trong CPU và GPU - bằng cách tăng chiều cao của các cell này thành dạng “kép”, giúp tăng hiệu suất mà không cần mở rộng diện tích thiết kế. Turbo Cell cũng hỗ trợ nhiều cấu hình linh hoạt, như thay đổi chiều rộng của ribbon hoặc ghép chúng lại thành cấu trúc lớn hơn để tăng dòng dẫn, cung cấp cho các kỹ sư chip một bộ công cụ rất đa dạng để tùy biến.
Mặc dù phải đến hai năm nữa mới bước vào giai đoạn sản xuất thử nghiệm, tiến trình 14A của Intel đã chứng tỏ sự quyết tâm trong việc giải quyết vấn đề hiệu năng và điện năng - hai yếu tố quan trọng nhất trong thiết kế chip hiện đại. Trong khi các đối thủ vẫn đang nỗ lực thu hẹp khoảng cách, Intel đang đặt niềm tin vào PowerDirect, RibbonFET 2 và Turbo Cell như ba yếu tố chiến lược để định hình lại tương lai của các con chip hiệu suất cao.
Anh Việt
