970FX - công nghệ '3 trong 1' của IBM

Big Blue cuối tuần qua công bố các chi tiết về chu trình chế tạo loại chip PowerPC 970FX 90 nanomet. Đây là loại thiết bị vi xử lý đầu tiên được thiết kế với khả năng phát điện nhỏ hơn. Người mở hàng cho sản phẩm này sẽ là Apple.

Công nghệ xử lý 90 nanomet dùng để chế tạo chip 970FX là một kết hợp của chất silicon căng, silicon trên chất cách điện (SOI) và dây đồng. Phát ngôn viên của IBM cho biết mẫu của loại thiết bị này đã được xuất xưởng tới nhiều nơi và sản lượng cũng đang tăng dần.

Apple xác nhận loại máy chủ XServe G5, được công bố hồi tháng 1, sẽ sử dụng chip 970FX 90 nanomet. Họ cũng sẽ đưa chip này vào loạt máy PowerMac để bàn đời mới, được tung ra cuối năm nay.  

Chip trong máy PowerPC sử dụng bộ chỉ lệnh khác với bộ x86 của Intel hay AMD. Thiết bị vi xử lý này giống chip Athlon của AMD ở chỗ nó cho phép người dùng Apple chạy cả các ứng dụng 32-bit lẫn 64-bit trên cùng một chip.

Khách hàng có thể sử dụng chip PowerPC 970FX trong mọi thiết bị từ PC cho tới máy bỏ túi hay thiết bị mạng. Kỹ thuật điều chỉnh năng lượng mới được áp dụng trong chip cho phép nó thay đổi mức tiêu thụ năng lượng hàng nghìn lần một giây, giảm bớt tiêu hao điện năng nói chung so với một chip thông thường, tiêu thụ điện năng đều đặn.

Kỹ thuật sản xuất silicon căng của IBM bao gồm một lớp nitrate bao bọc các transistor silicon. Nguyên tử trong hai vật chất này tự động sắp thẳng hàng khi được đưa lại gần nhau và quá trình ấy, trên thực tế, làm giãn căng silicon, tạo ra một con đường để các electron đi qua. Con đường đó càng giãn rộng thì càng nhiều electron đi qua. Số electron này tăng lên cũng đồng nghĩa với công suất hoạt động mạnh hơn. Intel cũng đã sử dụng một kỹ thuật tương tự để chế tạo bộ xử lý Pentium 4 mới nhất hay còn gọi là chip Prescott, được trình làng tuần trước và sẽ có mặt trong hệ thống của các nhà cung cấp PC lớn.

Một trong những e ngại chính của các nhà thiết kế chip IBM hiện nay là sự “rò rỉ” dòng điện. Kích thước của chip silicon đang nhỏ dần đến mức mà electron có thể phá vỡ các thuộc tính và bắt đầu thoát ra khỏi bộ xử lý dưới dạng nhiệt. Lượng nhiệt này có thể làm gián đoạn hoạt động của hệ thống và do đó đòi hỏi những giải pháp làm mát khá tốn kém.

Để phòng ngừa tình trạng này, IBM đã triển khai kỹ thuật silicon trên chất cách điện (SOI). Kỹ thuật SOI đòi hỏi nhà sản xuất chip lắp các bóng bán dẫn lên trên một tấm wafer silicon, được bao bọc bằng một chất cách điện như silicon oxide. SOI cũng làm giảm bớt tiêu hao điện năng của chip 970FX. Dưới những điều kiện hoạt động “khiêm tốn” hơn, chip này có thể sẽ chỉ “ăn” một lượng điện tương đương 24,5 watt khi chạy ở tốc độ 2 GHz. Lượng điện này chỉ bằng một nửa so với tiêu hao của chip PowerPC 970 chạy ở tốc độ chậm hơn.

Theo Richard Doherty, Giám đốc nghiên cứu của tập đoàn Envisioneering Group (Mỹ), việc kết hợp nhiều kỹ thuật khác nhau đem lại cho IBM một loại chip độc đáo, có sức thu hút đối với nhiều đối tượng khách hàng khác nhau. Nó có thể được sử dụng trong các loại máy tính có công suất cao như PowerMac của Apple hoặc trong những thiết bị mạng nhúng có vai trò định tuyến lưu thông Internet.

Phan Khương (theo InfoWorld)