Công nghệ chip xử lý 2 nanometer sẽ mở ra con đường mới cho ngành công nghiệp bán dẫn với bước tiến nhảy vọt trong hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.

Có thể thấy nhu cầu tăng hiệu suất và tiết kiệm năng lượng trong mỗi CPU chưa bao giờ hạ nhiệt, đặc biệt là trong kỷ nguyên của đám mây lai, Trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet vạn vật. Thiết kế chip 2nm mới của IBM sẽ giúp nâng cao hơn nữa những cải cách tiên tiến trong ngành công nghiệp bán dẫn, giải quyết nhu cầu ngày càng tăng của ngành công nghiệp này. Công nghệ chip 2nm mới dự đoán sẽ đạt được hiệu suất cao hơn 45%, sử dụng năng lượng thấp hơn 75% so với các chip 7nm tiên tiến nhất hiện nay trên thị trường.

IBM cho biết, bộ vi xử lý mới của hãng là loại nhỏ nhất và mạnh nhất từng được phát triển, có kích cỡ chỉ bằng móng tay. Con chip 2 nm của IBM có mật độ 333 triệu bóng bán dẫn trên một milimet vuông, trong khi chip tiên tiến nhất của TSMC với quy trình 5 nm có khoảng 173 triệu bóng bán dẫn, còn chip 5 nm của Samsung là 127 bóng bán dẫn trên một milimet vuông.

Việc tăng số lượng bóng bán dẫn trên mỗi chip có thể làm cho chúng nhỏ hơn, nhanh hơn, đáng tin cậy hơn và hiệu quả hơn. Thiết kế chip 2nm của IBM thể hiện khả năng mở rộng quy mô tiên tiến của chất bán dẫn sử dụng công nghệ bảng nano của IBM Research. Kiến trúc của thế hệ chip hoàn toàn mới này là một bước tiến nảy vọt quan trọng của cả ngành công nghiệp. Được phát triển chưa đầy 4 năm sau khi IBM Research công bố thiết kế 5nm quan trọng của mình, bước đột phá mới nhất này cho phép có tới 50 tỷ bóng bán dẫn trên một con chip 2nm. Nhiều bóng bán dẫn hơn trên một con chip cũng có nghĩa là các nhà thiết kế bộ xử lý có nhiều lựa chọn hơn để truyền tải các cải tiến lõi, nhằm cải thiện hiệu năng cho khối lượng công việc hàng đầu như AI và điện toán đám mây, cũng như tạo ra các con đường mới cho bảo mật và mã hóa được thực thi bằng phần cứng.

Những lợi ích tiềm năng của chip 2nm tiên tiến này sẽ được tính theo cấp số nhân so với các chip bán dẫn tiên tiến nhất hiện nay, như: Cắt giảm lượng khí thải carbon của các trung tâm dữ liệu, những nơi đang sử dụng 1% tổng số năng lượng tiêu thụ toàn cầu. Thay thế tất cả các máy chủ tại những trung tâm dữ liệu này sang bộ xử lý dựa trên công nghệ chip 2nm sẽ làm giảm đáng kể con số đó; Tăng tốc mạnh mẽ các chức năng của máy tính xách tay, từ xử lý nhanh hơn trong các ứng dụng, hoặc hỗ trợ dịch ngôn ngữ dễ dàng hơn, cho đến đẩy nhanh hơn tốc độ truy cập internet; Tăng gấp bốn lần tuổi thọ pin điện thoại di động, người dùng chỉ cần sạc thiết bị cầm tay thông minh của họ bốn ngày một lần; Góp phần phát hiện đối tượng nhanh hơn và rút ngắn thời gian phản ứng trên các phương tiện tự hành như xe tự lái.

​

Các nghiên cứu phát triển công nghệ bán dẫn 2nm của IBM được đặt tại phòng lab ở thành phố Albany, tiểu bang New York, Hoa Kỳ. Tai đây, các nhà khoa học của IBM cộng tác chặt chẽ với các đối tác khu vực công và tư nhân để không ngừng phá bỏ ranh giới của công nghệ bán dẫn siêu việt cũng như thúc đẩy khả năng mở rộng từ logic đến thực tiễn.

Ông Dario Gil, Phó Chủ tịch cấp cao kiêm Tổng Giám đốc Nhóm Nghiên cứu của IBM (IBM Research) cho biết: “Những đổi mới trong thế hệ chip xử lý hoàn toàn mới này là điều cần thiết để tạo ra các nền tảng công nghệ vượt trội và mạnh mẽ hơn. Công nghệ chip được giới thiệu lần này là thành quả của cách tiếp cận hợp tác, là minh chứng cho thấy các đột phá về khoa học và công nghệ có thể diễn ra nhanh chóng và hiệu quả như thế nào, nhờ vào sự hợp tác sâu rộng và nguồn lực được các bên đầu tư và chia sẻ”.

Việc đổi mới trong hợp tác nghiên cứu và phát triển công nghệ lần này giúp cho IBM Research trở thành phòng lab hàng đầu thế giới về nghiên cứu công nghệ bán dẫn và sẽ tạo ra một hệ sinh thái các cải tiến mới, giúp giải quyết nhu cầu sản xuất và đẩy nhanh tốc độ phát triển của ngành công nghiệp chip toàn cầu. Các chip 2nm sẽ được đưa vào sản xuất thương mại bắt đầu từ cuối năm 2024 hoặc năm 2025.