Intel - bá chủ CPU

Intel – bá chủ CPU

Giới thiệu chung

Tập đoàn Intel (Integrated Electronics) thành lập năm 1968 tại Santa Clara, California, Hoa Kỳ. Intel sản xuất các sản phẩm như chip vi xử lý cho máy tính, bo mạch chủ, ổ nhớ flash, card mạng và các thiết bị máy tính khác.

Ban đầu, Intel là nhà sản xuất bộ nhớ SRAM và DRA. Đây là sự kiện tiêu biểu đầu tiên cho các nhà sản xuất chip bộ nhớ sau này.

Sau đây, Phong Vũ sẽ cùng độc giả tìm hiểu về lịch sử hình thành và phát triển của dòng sản phẩm chip vi xử lí CPU Intel!

CPU (Central Processing Unit), tạm dịch là bộ xử lý trung tâm, là các mạch điện tử trong một máy tính, thực hiện các câu lệnh của chương trình máy tính bằng cách thực hiện các phép tính số học, logic, so sánh và các hoạt động nhập/xuất dữ liệu (I/O) cơ bản do mã lệnh chỉ ra.

Năm 1971, Intel ra mắt bộ xử lí 4 bit đầu tiên. Qua gần 40 năm hình thành và phát triển, Intel đã cho ra nhiều dòng CPU khác nhau:

• Bộ xử lí 8 bit
• Bộ xử lí 16 bit
• Bộ xử lí 32 bit (Intel 386, Intel 468, Intel Pentium, Bộ xử lý Pentium II, Bộ xử lý Pentium III, Bộ xử lý Pentium 4, Bộ xử lý Celeron và Bộ xử lý Pentium 4 Extreme Edition)
• Bộ xử lí 64 bit (Bộ xử lý P4 Prescott (năm 2004), Bộ xử lý Pentium D (năm 2005), Bộ xử lý Pentium Extreme Edition (năm 2005), Bộ xử lý Core 2 Duo, Bộ xử lý Core 2 Quad, Công nghệ 45 nm, Đỉnh cao của máy tính để bàn năm 2007 – Bộ xử lý Core 2 Extreme, QX9650 (Quad Core 3.0 GHz, 12MB cache), Intel Core i (8 thế hệ Nehalem, Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell, Skylake, Kabylake, Coffelake)).

Về Intel Pentium

Dòng CPU Intel Pentium vào những năm 2000 đã mở ra kỉ nguyên cho các máy tính dân dụng.

Pentium là dòng chip xử lý được Intel sản xuất với mục đích đạt được hiệu năng ổn định với mức giá phải chăng nhất. Dòng chip này thường được sử dụng trên các dòng máy có cấu hình tầm trung với mức bình dân.

Dòng chip này mang lại hiệu năng tạm ổn với mức giá rất dễ chịu và tương thích với nhiều mainboard như Pentium III, Pentium IV,…

Theo dòng thời gian phát triển, nhiều vi xử lý khác được cho ra nhưng Pentium vẫn được phát triển đến thế hệ đời thứ 4 (Haswell). Với đời Pentium Haswell vẫn giữ nguyên triết lý thiết kế là thông thường chỉ có 2 nhân trên tiến trình 22nm để đạt được chuẩn siêu tiết kiệm pin TDP 15W với xung nhịp xử lý từ 1.1GHz => 3.5GHz.

Về Intel Celeron

Intel Celeron là dòng sản phẩm  được thiết kế với mục tiêu dung hòa giữa công nghệ và giá cả, đáp ứng các yêu cầu phổ thông như truy cập Internet, Email, chat, xử lý các ứng dụng văn phòng. Điểm khác biệt giữa Celeron và Petium là về công nghệ chế tạo và số lượng Transistor trên một đơn vị.

Ở các tác vụ thông thường, Pentium và Celeron gần như tương đương nhau (Nếu cùng số nhân và cùng xung nhịp xử lý) nhưng khi chạy ở các ứng dụng mạnh như xử lý đồ hoạ, game, video thì Pentium có đốc độ nhanh gấp từ 1,5 đến 2 lần.

Giống như Pentium, Celeron hiện nay đã được nâng cấp lên thế hệ Haswell, đây là dòng tiết kiệm điện năng ULV, TDP 15W. Intel Celeron Haswell được định hướng sử dụng trên laptop và ultrabook giá rẻ nhưng vẫn đảm bảo hiệu năng ổn định. Kiến trúc Haswell mới giúp CPU Celeron thừa sức xứ lí được các tác vụ máy tính hằng ngày hoặc thậm chí là xem phim FullHD.

Về Intel Atom

Atom được sản xuất vào năm 2008 là dòng vi xử lý SoC được nhà sản xuất Intel dành riêng cho các thiết bị có tính di động cao như notebook, máy tính bảng, smartphone,…. Ưu điểm của chip Atom là nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng và kéo dài thời lượng dùng pin nhưng không quá thiên về sức mạnh xử lý.

Về Intel Core i (8 thế hệ  Nehalem, Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell và Broadwell, Skylake, Kabylake và Coffelake)

Hiện nay, CPU Intel Core i có 3 dòng sản phẩm với hiệu năng tăng dần là Core i3, Core i5 và Core i7.

Intel Core i3

Tất cả các vi xử lý dòng Core i3 đều có 2 nhân, bất kể là trên laptop hay máy để bàn. Vi xử lý Core i3 được hỗ trợ công nghệ đa luồng Hyper Threading, song lại không có Turbo Boost cho phép tự động ép xung vi xử lý khi chạy tác vụ nặng. Đến đời thứ 8 Coffee Lake, Intel đã bổ sung thêm 2 nhân, thành 4 nhân 4 luồng.

Intel Core i5

Intel Core i5 là một dòng sản phẩm trung cấp. Các chip Core i5 cho desktop phần lớn đều có 4 nhân (chỉ một số ít có 2 nhân) và đều có công nghệ Turbo Boost, song lại không có Hyper Threading. Core i5 trên laptop chỉ có 2 nhân song tất cả đều có cả hai công nghệ Turbo Boost và Hyper Threading. Đến đời thứ 8 Coffee Lake, Intel đã bổ sung thêm 2 nhân, thành 6 nhân 6 luồng.

Intel Core i7

Intel Core i7 là dòng sản phẩm mới nhất  với hiệu năng mạnh mẽ nhất cùng các công nghệ hiện đại. Tất cả các sản phẩm Core i7 đều có cả hai công nghệ Turbo Boost và Hyper Threading. Core i7 trên desktop có 4 hoặc 6 nhân. Core i7 trên laptop có thể có 2 hoặc 4 nhân. Đến đời thứ 8 Coffee Lake, Intel đã bổ sung thêm 2 nhân, thành 6 nhân 12 luồng.

Các công nghệ được Intel áp dụng trên bộ xử lí Core i:

Công nghệ Turbo Boost

Turbo Boost là một tính năng chỉ có trên các vi xử lý Core i5 và i7 của dòng Intel Core i cho phép các vi xử lý tạm thời tự ép xung. Tính năng này giúp cho một vài nhân cần xử lý nặng hơn tự tăng xung nhịp của mình giúp tăng hiệu quả sử dụng điện năng và hiệu năng xử lý cho sản phẩm.

Hyper Threading Technology (HTT)

Hyper Threading Technology là công nghệ siêu phân luồng luồng (HT – Hyper Threading) giúp các nhân xử lý có thể giả lập thêm một nhân nữa để xử lý. Tính năng này giúp CPU có thể xử lý nhiều luống dữ liệu hơn số nhân thực có sẵn. Công nghệ này đã có trên tất cả các dòng và các thế hệ vi xử lý Intel Core i.

Với thế hệ càng mới càng được nâng cấp khả năng xử lý và trang bị card đồ họa tích hợp mạnh hơn thế hệ trước. Thế hệ mới nhất cũng là thế hệ có hiệu năng mạnh mẽ cùng các công nghệ hiện đại nhất.

Nehalem (Thế hệ đầu)

Kiến trúc Nehalem trên Core i được Intel thiết kế để thay thế kiến trúc Core 2 cũ, Nehalem vẫn được sản xuất trên quy trình 45 nm. Với Core i thế hệ Nehalem, Intel lần đầu tiên đã tích hợp công nghệ Turbo Boost cùng với Hyper Threading (công nghệ siêu phân luồng – HT) trên cùng một con chip giúp tăng hiệu năng đáng kể so với các thế hệ chip xử lý trước.

Sandy Bridge (Thế hệ thứ 2)

Sandy Bridge là người kế nhiệm kiến trúc Nehalem. Kiến trúc Sandy Bridge sử dụng quy trình 32 nm nhưng so với Nehalem GPU (nhân xử lý đồ họa) với CPU (bộ vi xử lý trung tâm) đã cùng được sản xuất trên quy trình 32 nm và cùng năm nằm trên một đế. Thiết kế này giúp giảm diện tích và tăng khả năng tiết kiệm điện nhờ CPU và GPU sẽ sử dụng chung bộ nhớ đệm.

Ngoài ra, năng lực mã hóa/giải mã video cũng được tăng đáng kể với tính năng Intel Quick Sync Video.Tính năng Turbo Boost cũng được nâng cấp với phiên bản 2.0.

Ivy Bridge (Thế hệ thứ 3)

So với Sandy Bridge, Ivy Bridge của Intel  đã sử dụng quy trình sản xuất mới 22 nm và sử dụng công nghệ bóng bán dẫn 3D Tri-Gate. Quy trình sản xuất mới giúp giảm diện tích đế mà vẫn tăng đáng kể số lượng bóng bán dẫn trên CPU.

Ivy Bridge còn tích hợp sẵn chip đồ họa hỗ trợ DirectX 11 như HD 4000, có khả năng phát video siêu phân giải và xử lý các nội dung 3D.

Haswell (Thế hệ thứ 4)

Thế hệ chip xử lý Haswell được tập trung vào những thiết bị “2 trong 1”. Intel đã giảm kích thước vi xử lý Core cho phép sản xuất những mẫu ultrabook mỏng hơn, mà còn giúp cho ra đời những thiết bị 2 trong 1 (hay còn gọi là thiết bị lai giữa laptop và tablet) mỏng hơn. Chip quản lý nhiệt trên Haswell cũng giúp các thiết bị ultrabook chạy mát mẻ hơn.

Haswel cũng được Intel tuyên bố là sẽ tiết kiệm điện năng gấp 20 lần so với Sandy Bridge ở chế độ chờ trong khi hiệu năng đồ họa cũng tăng đáng kể. Bên cạnh việc nâng cấp từ chip đồ họa Intel HD 4000, Intel còn bổ sung thêm dòng chip đồ họa mạnh mẽ Iris/ Iris Pro dành cho các chip cao cấp.

Broadwell (thế hệ thứ 5)

Broadwell chính là phiên bản thu nhỏ của Haswell, nói là phiên bản thu nhỏ nhưng đây không phải là kích thước vật lý của con chip mà là sự thu nhỏ của các bóng bán dẫn tạo nên bộ não CPU.

Intel Broadwell sử dụng bóng bán dẫn có kích thước 14 nm, gần bằng 1 nửa so với haswell và chỉ bằng 1/5 so với thế hệ đầu tiên. Intel tự hào cho biết Broadwell hoạt động hiệu quả hơn haswell 30%, có nghĩa nó tiêu thụ điện ít hơn 30% nhưng mang đến hiệu năng cao hơn khi ở cùng một tốc độ xung nhịp. Intel Broadwell hứa hẹn sẽ tạo ra 1 cuộc cách mạng mới với các ưu điểm như: tiết kiệm PIN, nâng cao hiệu suất….. Dự kiến Intel sẽ chính thức đưa thế hệ CPU mới của mình vào các sản phẩm vào đầu năm 2015.

Skylake (thế hệ thứ 6)

Skylake là vi xử lý của Intel chạy trên tiến trình 14 nm như Broadwell. CPU Skylake sử dụng socket LGA1151 mới, nghĩa là sẽ không tương thích với các bo mạch chủ LGA1150 đang được sử dụng cho các bộ xử lý thế hệ thứ 4 (Haswell) và thứ 5 (Broadwell). Skylake hỗ trợ bộ nhớ RAM DDR4, nghĩa là RAM DDR3 xem như đã hết thời dù vậy, Intel đã bao gồm hỗ trợ DDR3 trong bộ điều khiển bộ nhớ mới tích hợp trong CPU Skylake, nhưng không phải là DDR3 có điện áp tiêu chuẩn mà là DDR3L.

Kabylake (thế hệ thứ 7)

Tiếp theo thế hệ CPU Skylake, Intel đã chính thức ra mắt dòng CPU thế hệ thứ 7 của mình với tên mã Kaby Lake. Đây vẫn là dòng CPU được sản xuất trên công nghệ 14 nm của Intel, nhưng đã được cải tiến đáng kể về hiệu năng xử lý đồ họa và tiết kiệm điện năng.

Các CPU Kaby Lake sẽ tập trung rất nhiều vào khả năng xử lý đồ họa, đặc biệt là video với độ phân giải 4K, các video 360 độ và công nghệ thực tế ảo. Đồng thời hiệu năng xử lý các ứng dụng cũng được tăng lên 12%, còn hiệu năng duyệt web cao hơn 19% so với Skylake.

Intel cũng tiết lộ thế hệ CPU mới này sẽ hỗ trợ tối đa cho các game thủ, với khả năng xử lý đồ họa mạnh hơn gấp 5 lần những chiếc PC ra mắt cách đây 5 năm. Đặc biệt là những chiếc laptop mỏng nhẹ cũng sẽ có khả năng xử lý những tựa game có yêu cầu khả năng xử lý đồ họa cao, như OverWatch.

Coffelake (thế hệ thứ 8)

Intel đã chính thức ra mắt các bộ vi xử lý thế hệ thứ 8 với tên mã Coffee Lake cho các hệ thống máy tính để bàn. Đây thực sự là cú phản đòn mạnh mẽ của Intel, sau một khoảng thời gian AMD chiếm lĩnh thị phần với các bộ vi xử lý Ryzen.

CPU Intel Coffee Lake giống như một con quái vật. Mặc dù xung nhịp giảm xuống một chút, nhưng việc bổ sung thêm các lõi xử lý đã đem lại sự cải thiện đáng kể về hiệu năng. Tổng cộng có 6 bộ vi xử lý Intel Coffee Lake cho desktop vừa được ra mắt. Mạnh nhất chính là Core i7-8700K, với hiệu năng mạnh hơn 25% so với i7-7700K. Đặc biệt khả năng xử lý đa nhiệm, vừa chơi game vừa xử lý đồ họa streaming mạnh hơn 45% so với thế hệ trước.