Silicon Lottery: Tại sao không có hai bộ xử lý nào giống nhau? 

Không phải tất cả các CPU đều giống nhau. Ngay cả khi chúng đến từ cùng một thương hiệu, Silicon Lottery (xổ số Silicon) có thể khiến chúng trở nên rất khác nhau. 

Nếu bạn thích tự lắp và ép xung (overclocking) PC, bạn có thể đã bắt gặp thuật ngữ “Silicon Lottery” (xổ số Silicon).

Nói một cách đơn giản, thuật ngữ này dùng để chỉ sự khác biệt giữa hai bộ vi xử lý (processor) của cùng một dòng sản phẩm. Những khác biệt này ảnh hưởng đến hiệu suất ép xung.

Hãy cùng FUNiX đi sâu vào vấn đề này và tìm hiểu xem tại sao không có hai bộ vi xử lý nào giống nhau.

CPU được tạo ra như thế nào?

Các nhà sản xuất CPU như Intel và AMD không thực sự sản xuất mà chỉ thiết kế CPU. Các công ty như TSMC thực hiện các thiết kế này trên các silicon wafer (một miếng silicon mỏng chừng 0.76 mm được cắt ra từ thanh silicon hình trụ) để làm chip.

Silicon wafer là loại đĩa silicon lớn. Nhà sản xuất bán dẫn in transistor (một loại linh kiện bán dẫn) trên các tấm wafer này theo thiết kế của các nhà sản xuất CPU. Sau khi in thiết kế, tấm wafer được cắt để lấy các chip phần cứng riêng biệt.

Không phải mỗi cm2 của tấm wafer đều có thể được sử dụng để tạo thành chip. Trong quá trình sản xuất tấm wafer, các lỗi lan rộng dọc theo bề mặt của đĩa silicon, một tác dụng phụ không mong muốn của quá trình chế tạo. Do những khiếm khuyết này, các nhà sản xuất chỉ đạt được khoảng 70% đến 90% năng suất.

Một điều cần lưu ý ở đây là tất cả bộ vi xử lý đều được sản xuất từ ​​cùng một loại silicon wafer. Ví dụ: Intel Core i3 lõi kép cấp thấp và bộ xử lý i5 lõi tứ tầm trung được làm từ cùng một loại wafer. Chỉ sau giai đoạn cắt, các nhà sản xuất CPU mới phân loại các chip khác nhau theo hiệu suất của chúng.

Vì vậy, nếu có lỗi trong Core i5, Intel có thể quyết định bán nó dưới dạng i3 với các lõi bị lỗi đã bị vô hiệu hóa. Quá trình thay đổi phân loại CPU do các khiếm khuyết bên trong được gọi là Binning.

Binning có thể đi theo cả hai chiều. Các nhà sản xuất có thể phân loại các bộ xử lý hoạt động kém hơn thành các sản phẩm cấp thấp hơn, họ cũng có thể bán các CPU hoạt động tốt hơn mong đợi dưới dạng các sản phẩm riêng biệt. Một ví dụ điển hình về điều này là dòng K của Intel. Các CPU dòng K giống hệt với các bộ phận không phải K ngoại trừ một điểm khác biệt: chúng có thể đạt được tốc độ xung nhịp (clock speeds) cao hơn.

Mỗi CPU có tiềm năng ép xung khác nhau

Sau khi cắt tấm wafer, các nhà sản xuất CPU sẽ kiểm tra các con chip để đảm bảo rằng chúng có hiệu suất đạt yêu cầu. Những con chip hoạt động kém hơn mong đợi sẽ được chuyển sang các sản phẩm cấp thấp hơn và những con chip tốt hơn được đóng gói như những bộ phận hiệu suất cao. Bên cạnh các yếu tố khác, vị trí tương đối của chip trên tấm wafer có thể xác định hiệu suất của CPU

Trên tấm silicon wafer, những con chip được in gần tâm hơn sẽ có ít khuyết tật hơn. Nói cách khác, chúng có chất lượng tốt hơn so với các chip ở các cạnh của tấm wafer. Ngoài ra, chúng cũng thường có hiệu suất nhiệt và xung nhịp tốt hơn, dẫn đến việc ép xung nhiều hơn.

Nói một cách đơn giản, các bộ xử lý được chế tạo từ trung tâm của tấm wafer sẽ là thứ tốt nhất. Ví dụ: một bộ xử lý Core i9-10900K có thể ép xung lên 5GHz, trong khi bộ xử lý khác có thể không bao giờ vượt quá 4,5GHz. Và bởi vì chúng ta không có cách nào để biết CPU nào ép xung tốt hơn, nếu bạn chọn được CPU tốt hơn, bạn sẽ trúng “Silicon Lottery”.

Không có hai bộ vi xử lý nào giống nhau, ngay cả khi chúng thuộc cùng một dòng sản phẩm. Thông qua các nhân tố không thể kiểm soát như đã nói ở trên, các CPU có cùng thông số kỹ thuật vốn đã khác biệt với nhau.

Silicon Lottery không phải là tất cả

Bạn cũng đừng quá lo lắng về silicon lottery. Có những cách khác để có được hiệu suất ép xung tốt, một trong những hiệu quả nhất là một giải pháp làm mát hiệu quả. 

Cùng với chất lượng chip, hiệu suất nhiệt là yếu tố hạn chế trong quá trình ép xung. Với một hệ thống làm mát đủ tốt, bạn có thể đạt được tốc độ xung nhịp cao hơn 5GHz. Nhiều người đã cố gắng ép xung CPU lên 7GHz bằng cách sử dụng nitơ lỏng. Vì vậy, hãy đầu tư vào một hệ thống làm mát tốt và CPU của bạn cũng có thể ép xung như một nhà vô địch.

Dịch từ: https://www.makeuseof.com/silicon-lottery-why-no-two-processors-are-the-same/

Vân Nguyễn