Huawei chuẩn bị tung chip Kirin mới: Công nghệ “gấp logic” có thể đưa mật độ bóng bán dẫn tiệm cận quy trình 3nm?

Huawei đang được cho là chuẩn bị giới thiệu một thế hệ chip Kirin mới với công nghệ được gọi là “gấp logic”, một hướng tiếp cận nhằm cải thiện mật độ bóng bán dẫn và hiệu quả mạch mà không hoàn toàn phụ thuộc vào việc thu nhỏ quy trình sản xuất.

Theo thông tin được Fast Technology dẫn lại từ blogger công nghệ Dingjiao Digital, mật độ bóng bán dẫn tương đương của các chip Kirin trước đây, nếu xét theo cách so sánh với quy trình của TSMC, chỉ ở khoảng mức 5nm. Tuy nhiên, sau khi áp dụng công nghệ gấp logic, mật độ và hiệu quả thiết kế được cho là có thể đạt ít nhất mức tương đương quy trình 3nm thế hệ đầu của TSMC, thậm chí có khả năng cao hơn trong một số khía cạnh.

Thông tin này đang thu hút sự quan tâm đặc biệt bởi nó không chỉ liên quan đến một con chip mới mà còn phản ánh một hướng đi khác trong cuộc cạnh tranh bán dẫn: thay vì chỉ tập trung vào thu nhỏ transistor, các nhà thiết kế có thể tìm cách khai thác tối đa hiệu quả bố trí mạch, kiến trúc chip và tối ưu hóa phần mềm.

Theo các nguồn tin được trích dẫn, dòng Huawei Mate 90 dự kiến sẽ là sản phẩm đầu tiên sử dụng chip Kirin mới này.

Nếu thông tin được xác nhận khi sản phẩm thương mại ra mắt, đây có thể trở thành một trong những bước tiến đáng chú ý của Huawei trong nỗ lực giảm sự phụ thuộc vào các công nghệ sản xuất chip tiên tiến từ bên ngoài.

“Gấp logic” là gì và vì sao Huawei quan tâm đến công nghệ này?

Điểm đáng chú ý nhất của chip Kirin mới không chỉ nằm ở tên gọi hay số nanomet mà nằm ở cách Huawei tối ưu hóa mạch logic.

Trong thiết kế chip truyền thống, các khối logic và đường truyền tín hiệu thường được bố trí trên mặt phẳng theo những nguyên tắc nhất định. Khi transistor ngày càng nhỏ, việc tiếp tục tối ưu bố trí trở nên khó khăn hơn bởi giới hạn về không gian, điện trở, điện dung và đường truyền tín hiệu.

Công nghệ “gấp logic” được mô tả là một cách tiếp cận nhằm phá vỡ một phần những giới hạn của bố cục phẳng truyền thống.

Ở cấp độ mạch, việc thay đổi cách bố trí có thể giúp rút ngắn chiều dài của những đường dẫn quan trọng, qua đó giảm tải điện trở và điện dung trong quá trình truyền tín hiệu.

Khi đường truyền được tối ưu, tín hiệu có thể di chuyển hiệu quả hơn giữa các khối chức năng. Điều này tạo điều kiện cải thiện:

• Mật độ bóng bán dẫn tương đương.
• Hiệu suất mạch.
• Độ trễ truyền tín hiệu.
• Mức độ song song hóa.
• Hiệu quả sử dụng không gian trên chip.
• Khả năng tối ưu điện năng trong một số tác vụ.

Điều quan trọng là mật độ bóng bán dẫn tương đương không đồng nghĩa với việc Huawei đã sử dụng quy trình sản xuất 3nm của TSMC.

Đây là điểm cần phân biệt rõ.

Một con chip có mật độ transistor tương đương một quy trình 3nm không có nghĩa nhà sản xuất thực sự sử dụng máy móc và quy trình chế tạo 3nm của TSMC. Hai khái niệm liên quan nhưng không hoàn toàn giống nhau.

Vì vậy, nếu Kirin mới đạt mật độ tương đương 3nm thông qua cải tiến kiến trúc và bố trí logic, đây sẽ là một thành tựu về thiết kế và tối ưu hóa chip, chứ không phải bằng chứng cho thấy Huawei đã trực tiếp sở hữu quy trình chế tạo 3nm tương đương TSMC.

Từ thiết kế mạch đến tối ưu toàn bộ hệ thống

Một yếu tố khác được nhấn mạnh trong cách tiếp cận của Huawei là sự phối hợp giữa phần mềm, kiến trúc và chip.

Thay vì coi bộ xử lý như một thành phần độc lập, Huawei được cho là hướng tới việc tối ưu toàn bộ chuỗi xử lý.

Ở cấp độ phần cứng, kiến trúc chip được thiết kế để xử lý các luồng dữ liệu và lệnh hiệu quả hơn.

Ở cấp độ phần mềm, hệ thống có thể được tối ưu nhằm tận dụng tốt hơn những tài nguyên phần cứng mà chip cung cấp.

Sự phối hợp này có thể tạo ra hiệu quả lớn hơn so với việc chỉ tăng số lượng transistor.

Ví dụ, nếu một bộ xử lý có nhiều transistor hơn nhưng phần mềm không thể khai thác hiệu quả các tài nguyên đó, mức tăng hiệu năng thực tế có thể thấp hơn kỳ vọng.

Ngược lại, một kiến trúc được tối ưu tốt có thể khai thác hiệu quả hơn cùng một lượng tài nguyên phần cứng.

Đây chính là lý do cuộc cạnh tranh chip hiện đại không còn đơn thuần là cuộc đua về “bao nhiêu nanomet”.

Huawei muốn tạo ra một con đường khác trong cuộc đua bán dẫn

Trong nhiều năm, ngành bán dẫn toàn cầu thường được đánh giá thông qua tiến trình sản xuất như 7nm, 5nm, 3nm và mới hơn.

Việc thu nhỏ transistor giúp tăng mật độ bóng bán dẫn, đồng thời có thể cải thiện hiệu năng và hiệu quả năng lượng.

Tuy nhiên, khi tiến trình ngày càng nhỏ, chi phí nghiên cứu, thiết bị, vật liệu và sản xuất cũng tăng mạnh.

Đối với Huawei, việc tiếp cận các công nghệ sản xuất tiên tiến nhất từ các nhà cung cấp toàn cầu là một vấn đề đặc biệt quan trọng trong bối cảnh các hạn chế thương mại và công nghệ.

Do đó, việc tìm kiếm một hướng đi dựa trên kiến trúc, thiết kế mạch, đóng gói và tối ưu hóa hệ thống có thể giúp Huawei giảm bớt sự phụ thuộc vào việc chỉ chạy theo từng nút quy trình mới.

Nếu thành công, đây sẽ không chỉ là câu chuyện của Huawei.

Một giải pháp như vậy có thể mở ra hướng nghiên cứu mới cho các công ty thiết kế chip Trung Quốc khác, đặc biệt những doanh nghiệp gặp khó khăn trong việc tiếp cận các quy trình sản xuất tiên tiến.

Mục tiêu đến năm 2031: Mật độ tương đương công nghệ 1,4nm?

Thông tin được đưa ra còn gây chú ý bởi mục tiêu dài hạn được cho là rất tham vọng.

Theo kế hoạch được dẫn lại, đến năm 2031, mật độ bóng bán dẫn của các chip cao cấp dựa trên hướng công nghệ này có thể đạt mức tương đương với công nghệ xử lý 1,4nm.

Nếu mục tiêu này được thực hiện, đây sẽ là một bước tiến rất lớn.

Tuy nhiên, cần thận trọng khi đánh giá tuyên bố này.

“1,4nm” trong trường hợp này nên được hiểu là mức mật độ hoặc hiệu quả tương đương về mặt kỹ thuật, thay vì đồng nghĩa với việc một nhà máy bán dẫn sẽ sản xuất chip bằng quy trình 1,4nm theo cách gọi thương mại truyền thống.

Trong ngành bán dẫn, một con số nanomet ngày càng ít phản ánh toàn bộ hiệu năng của một con chip. Các yếu tố như kiến trúc transistor, mật độ logic, SRAM, kết nối liên tầng, thiết kế chiplet, đóng gói tiên tiến, bộ nhớ và phần mềm đều có thể ảnh hưởng mạnh đến hiệu suất cuối cùng.

Mate 90 sẽ là phép thử quan trọng

Dòng Huawei Mate 90 được cho là sản phẩm đầu tiên sử dụng chip Kirin mới với công nghệ gấp logic và dự kiến ra mắt vào tháng 9.

Do đó, sự kiện ra mắt sẽ là thời điểm quan trọng để thị trường kiểm chứng những tuyên bố xoay quanh công nghệ này.

Người dùng và giới công nghệ sẽ đặc biệt quan tâm đến một số yếu tố:

Hiệu năng CPU: Chip có thể cạnh tranh đến đâu với các bộ xử lý cao cấp trên thị trường?

Hiệu năng GPU: Khả năng xử lý đồ họa và chơi game có được cải thiện đáng kể?

Điện năng: Mật độ transistor cao hơn có giúp cải thiện hiệu suất trên mỗi watt hay không?

Nhiệt độ: Việc tăng mật độ logic có gây ra vấn đề về nhiệt?

AI: Năng lực xử lý AI trên thiết bị có được nâng cấp đáng kể?

Thời lượng pin: Hiệu quả kiến trúc mới có chuyển hóa thành thời gian sử dụng thực tế dài hơn?

Đây mới là những yếu tố quyết định liệu công nghệ “gấp logic” có thực sự tạo ra bước nhảy vọt hay chỉ là một phương pháp tối ưu hóa trên lý thuyết.

Công nghệ mới có thể tác động đến toàn bộ chuỗi bán dẫn Trung Quốc

Nếu Huawei chứng minh được hiệu quả của phương pháp này trên sản phẩm thương mại, tác động có thể lan rộng ra ngoài lĩnh vực smartphone.

Trong ngắn hạn, nhu cầu đối với các doanh nghiệp trong chuỗi cung ứng bán dẫn có thể tăng lên, từ vật liệu bán dẫn, sản xuất, đóng gói đến kiểm thử.

Đặc biệt, khi thiết kế chip trở nên phức tạp hơn, vai trò của các công ty đóng gói và kiểm thử tiên tiến cũng ngày càng quan trọng.

Trong dài hạn, một hướng thiết kế mới có thể giúp các doanh nghiệp Trung Quốc có thêm lựa chọn khi đối mặt với giới hạn về công nghệ sản xuất.

Thay vì chỉ đặt mục tiêu “đuổi kịp” các đối thủ bằng cách thu nhỏ quy trình, họ có thể tìm cách tăng hiệu quả của chip bằng kiến trúc và thiết kế hệ thống.

Đây là một chiến lược có ý nghĩa đặc biệt trong bối cảnh cuộc cạnh tranh bán dẫn toàn cầu ngày càng quyết liệt.

Nhưng không nên vội kết luận Huawei đã vượt TSMC

Dù thông tin về Kirin mới rất đáng chú ý, việc so sánh trực tiếp Huawei với TSMC vẫn cần được thực hiện thận trọng.

TSMC là một trong những nhà sản xuất chip hàng đầu thế giới và có năng lực rất lớn về quy trình sản xuất tiên tiến.

Trong khi đó, “mật độ tương đương 3nm” và “được sản xuất bằng quy trình 3nm” là hai khái niệm khác nhau.

Một chip có thiết kế rất hiệu quả nhưng được sản xuất bằng quy trình cũ hơn vẫn có thể đạt hiệu năng tốt trong một số tác vụ. Ngược lại, chip được sản xuất trên quy trình tiên tiến không mặc nhiên có hiệu năng vượt trội nếu kiến trúc và phần mềm chưa được tối ưu.

Vì vậy, benchmark thực tế của Mate 90 sẽ quan trọng hơn rất nhiều so với những tuyên bố về mật độ transistor.

Mate 90 có thể là bước ngoặt cho chiến lược chip của Huawei

Nếu những thông tin trên được xác nhận, chip Kirin mới sẽ đại diện cho một cách tiếp cận đáng chú ý của Huawei: không chỉ chạy theo cuộc đua nanomet mà còn tìm cách khai thác tối đa hiệu quả từ thiết kế mạch và kiến trúc hệ thống.

Từ mức mật độ được cho là tương đương khoảng 5nm trước đây, công nghệ gấp logic được kỳ vọng đưa chip lên mức tương đương 3nm thế hệ đầu của TSMC. Xa hơn, mục tiêu tương đương 1,4nm vào năm 2031 cho thấy tham vọng rất lớn của Huawei trong việc xây dựng một con đường công nghệ riêng.

Tuy nhiên, giữa tuyên bố công nghệ và hiệu năng thương mại luôn tồn tại một khoảng cách.

Dòng Mate 90 sẽ là phép thử quan trọng nhất. Khi sản phẩm chính thức xuất hiện và các bài kiểm tra độc lập được công bố, thị trường mới có thể đánh giá liệu “gấp logic” thực sự tạo ra một bước tiến lớn về hiệu suất hay chỉ là một phương pháp tối ưu hóa bổ sung.

Dù kết quả cuối cùng ra sao, hướng đi này cho thấy cuộc chiến chip hiện nay đang chuyển sang một giai đoạn mới: không chỉ ai có transistor nhỏ hơn, mà còn ai có thể sử dụng từng transistor hiệu quả hơn.

Câu hỏi thường gặp về công nghệ của Huawei

Chip Kirin mới của Huawei có thực sự là chip 3nm không?

Chưa thể kết luận như vậy. Theo thông tin được dẫn lại, chip có thể đạt mật độ bóng bán dẫn tương đương một số thế hệ 3nm, nhưng điều đó không đồng nghĩa với việc chip được sản xuất bằng quy trình 3nm của TSMC.

Công nghệ “gấp logic” có tác dụng gì?

Công nghệ này được mô tả nhằm tối ưu bố trí mạch, rút ngắn đường truyền tín hiệu và giảm ảnh hưởng của điện trở, điện dung. Qua đó, mật độ logic và hiệu quả xử lý có thể được cải thiện.

Huawei Mate 90 có phải sản phẩm đầu tiên dùng chip này?

Theo thông tin được cung cấp, Huawei Mate 90 dự kiến là dòng sản phẩm đầu tiên sử dụng chip Kirin mới áp dụng công nghệ gấp logic.

Công nghệ này có giúp Huawei vượt qua hạn chế về chip không?

Nó có thể tạo thêm một hướng đi để Huawei tối ưu hiệu năng mà không hoàn toàn phụ thuộc vào việc thu nhỏ quy trình sản xuất. Tuy nhiên, khả năng cạnh tranh thực tế vẫn phụ thuộc vào năng lực sản xuất, đóng gói, bộ nhớ, GPU, phần mềm và chuỗi cung ứng.

Điều gì đáng chú ý nhất khi Mate 90 ra mắt?

Giới công nghệ sẽ quan tâm nhất đến benchmark thực tế, hiệu năng AI, GPU, mức tiêu thụ điện, nhiệt độ và thời lượng pin. Đây là những dữ liệu giúp đánh giá chính xác giá trị của công nghệ mới.