Hãng máy tính giới thiệu chip 2 nhân đầu tiên là hãng nào?

Hãng máy tính giới thiệu chip 2 nhân đầu tiên là câu hỏi gắn với một cột mốc đáng chú ý trong lịch sử phát triển vi xử lý. Sự xuất hiện của kiến trúc hai nhân đã mở ra hướng đi mới cho chip máy tính, mở đường cho kiến trúc đa nhân phổ biến trên chip máy tính về sau. Qua bài viết dưới đây, Sforum sẽ cùng bạn nhìn lại quá trình hình thành và ý nghĩa của thế hệ chip này.

Hãng máy tính giới thiệu chip 2 nhân đầu tiên là hãng nào?

IBM là hãng máy tính giới thiệu chip 2 nhân đầu tiên trên thị trường thương mại với POWER4 vào năm 2001. Theo tài liệu lịch sử của IBM, nhóm phát triển POWER4 đã đưa hai lõi vi xử lý hiệu năng cao lên một chip silicon, một thiết kế được hãng mô tả là cột mốc đầu tiên của ngành vào thời điểm đó. Bộ xử lý này sau đó được sử dụng trong dòng máy chủ IBM eServer pSeries.

Điểm cần phân biệt là POWER4 chủ yếu phục vụ máy chủ, không phải CPU desktop phổ thông như những sản phẩm x86 sau này. Đến năm 2005, Intel và AMD mới thúc đẩy vi xử lý hai nhân vào thị trường PC tiêu dùng thông qua Pentium D, Pentium Extreme Edition và Athlon 64 X2. Vì vậy, nếu xét chip hai nhân thương mại nói chung, IBM POWER4 là cột mốc xuất hiện sớm hơn.

[Product_Listing categoryid="380" propertyid="" customlink="https://cellphones.com.vn/laptop.html?laptop_cpu=intel-core-i3,intel-core-i5,intel-core-i9,intel-core-i7,intel-celeron-pentinum,intel-core-u7,intel-core-u5,intel-core-u9" title="Các mẫu latop dùng chip Intel Core đang được chú ý đến nhiều tại CellphoneS"]

Cột mốc lịch sử phát triển vi xử lý 2 nhân

Sự ra đời của CPU hai nhân phản ánh thay đổi lớn trong cách các hãng chip trên thế giới nâng hiệu năng. Thay vì chỉ liên tục tăng xung nhịp, nhà sản xuất bắt đầu đưa nhiều lõi xử lý vào cùng một bộ xử lý để thực hiện nhiều luồng công việc đồng thời.

IBM POWER4 năm 2001 mở đầu kỷ nguyên đa nhân

POWER4 được IBM phát triển cho hệ thống máy chủ và xuất hiện trong các sản phẩm thương mại từ năm 2001. Theo IBM Research, chip chứa khoảng 174 triệu transistor, hai lõi vi xử lý, hệ thống bus tốc độ cao cùng bộ nhớ tích hợp trên chip. Xung nhịp của POWER4 có thể đạt trên 1,3 GHz.

IBM còn tích hợp bộ nhớ đệm L2 dung lượng 1,44 MB và nhiều thành phần điều khiển trên cùng die silicon. Cách bố trí này giúp hai lõi trao đổi dữ liệu với băng thông cao hơn so với việc sử dụng các bộ xử lý vật lý tách biệt. POWER4 vì thế trở thành một dấu mốc đáng chú ý trong quá trình chuyển từ CPU đơn nhân sang kiến trúc đa nhân.

Intel Pentium D và AMD Athlon 64 X2 năm 2005

Năm 2005 đánh dấu thời điểm chip hai nhân tiến sâu vào thị trường máy tính cá nhân. Intel công bố nền tảng desktop hai nhân đầu tiên với Pentium Extreme Edition 840 vào tháng 4, sau đó giới thiệu dòng Pentium D 800 vào tháng 5. Pentium D 820, 830 và 840 có xung từ 2,8 đến 3,2 GHz, sản xuất trên tiến trình 90 nm và sử dụng tổng cộng 2 MB bộ nhớ đệm L2.

AMD cũng đưa Athlon 64 X2 đến thị trường desktop trong tháng 5/2005. AMD xác nhận dòng CPU này tích hợp hai lõi trên một semiconductor die và được thiết kế để cải thiện khả năng đa nhiệm, chẳng hạn chạy nhiều ứng dụng xử lý nặng cùng lúc. Sự cạnh tranh giữa Intel và AMD đã giúp kiến trúc hai nhân nhanh chóng phổ biến trên PC.

Thông số kỹ thuật và kiến trúc chip 2 nhân đầu tiên được giới thiệu

POWER4 không chỉ đáng chú ý vì có hai lõi mà còn bởi cách IBM tích hợp nhiều thành phần hệ thống trực tiếp lên chip. Thiết kế này khác đáng kể với CPU desktop x86 mà Intel và AMD đưa ra vài năm sau.

Chi tiết thông số kỹ thuật của chip 2 nhân đầu tiên

IBM POWER4 được chế tạo bằng công nghệ silicon-on-insulator 0,18 micromet, tương đương 180 nm. Chip có khoảng 174 triệu transistor, tích hợp hai lõi xử lý và hoạt động ở mức xung trên 1,3 GHz tùy cấu hình. Bộ nhớ đệm L2 tích hợp đạt 1,44 MB.

Những con số này cần được đặt trong bối cảnh năm 2001, khi phần lớn vi xử lý vẫn dựa trên một lõi. POWER4 hướng tới máy chủ Unix hiệu năng cao, do đó kiến trúc được tối ưu cho tải công việc song song, băng thông bộ nhớ lớn và khả năng mở rộng thành hệ thống nhiều bộ xử lý.

Kiến trúc hai nhân xử lý trên cùng die silicon

Điểm quan trọng của POWER4 là hai lõi CPU nằm trên cùng một die silicon thay vì ghép hai bộ xử lý độc lập trên bo mạch. IBM tích hợp hai lõi cùng hệ thống cache, bus tốc độ cao và các thành phần điều khiển để giảm khoảng cách truyền dữ liệu giữa những khối xử lý.

AMD Athlon 64 X2 sau này cũng sử dụng hai lõi CPU trên một semiconductor die. Intel Pentium D thế hệ Smithfield sử dụng một miếng silicon chứa hai lõi dựa trên kiến trúc Prescott, trong khi những thế hệ Intel sau đó tiếp tục thay đổi cách tổ chức và kết nối các lõi.

So sánh thông số kỹ thuật giữa IBM, Intel và AMD

Bảng dưới đây cho thấy sự khác biệt giữa POWER4 và những CPU hai nhân x86 xuất hiện vào năm 2005. Thông số AMD Athlon 64 X2 có thể thay đổi theo từng model trong cùng dòng.

Tiêu chí	IBM POWER4	Intel Pentium D 800	AMD Athlon 64 X2
Thời điểm xuất hiện	2001	2005	2005
Phân khúc	Máy chủ	Desktop PC	Desktop PC
Số lõi	2	2	2
Tiến trình	180 nm SOI	90 nm	90 nm
Xung nhịp	Khoảng 1,1 đến trên 1,3 GHz	2,8 đến 3,2 GHz	Thay đổi theo model
Bộ nhớ đệm L2	1,44 MB	Tổng 2 MB, 1 MB mỗi lõi	Tổng 1 MB hoặc 2 MB tùy phiên bản
Kiến trúc	POWER, hai lõi trên một die	x86, Smithfield	AMD64, hai lõi trên một die
Mục tiêu sử dụng	Tải máy chủ, xử lý song song	PC gia đình, văn phòng	PC đa nhiệm, nội dung số

Nguồn thông số được đối chiếu từ tài liệu IBM Research, Intel và AMD.

Ý nghĩa bước ngoặt đối với ngành máy tính thế giới

Việc đưa hai lõi xử lý vào một chip đã thay đổi hướng phát triển CPU. Từ cột mốc POWER4 cho đến các dòng chip hiện nay và các nền tảng AMD mới, số lõi trở thành một yếu tố quan trọng bên cạnh xung nhịp, bộ nhớ đệm và kiến trúc.

• Mở đường cho xử lý song song: Hai lõi cho phép CPU xử lý nhiều luồng công việc cùng lúc, phù hợp với môi trường đa nhiệm và phần mềm đa luồng.
• Giảm phụ thuộc vào tăng xung nhịp: Nhà sản xuất có thêm phương án nâng năng lực xử lý thay vì chỉ đẩy tần số hoạt động ngày càng cao.
• Thúc đẩy phần mềm đa luồng: Hệ điều hành và ứng dụng dần được tối ưu để phân bổ tác vụ cho nhiều lõi, qua đó khai thác hiệu quả phần cứng mới.
• Đưa công nghệ đa nhân xuống PC phổ thông: Nếu POWER4 tập trung vào máy chủ, Intel Pentium D và AMD Athlon 64 X2 đã đưa khái niệm hai nhân đến gần người dùng desktop hơn.
• Đặt nền móng cho CPU nhiều lõi: Kiến trúc dual-core tạo tiền đề để chip máy tính phát triển lên 4, 8, 16 lõi và nhiều cấu hình phức tạp hơn trong các thế hệ tiếp theo.

Như vậy, hãng máy tính giới thiệu chip 2 nhân đầu tiên là IBM với POWER4 vào năm 2001, trước làn sóng CPU hai nhân x86 dành cho PC năm 2005. Cột mốc này góp phần chuyển ngành vi xử lý từ cuộc đua xung nhịp sang kiến trúc đa nhân, tạo nền tảng cho cách CPU hiện đại xử lý nhiều tác vụ song song.

• Xem thêm: Máy tính - Laptop - Tablet, Thủ thuật máy tính

Bài viết có sử dụng ảnh từ AI