Bóng bán dẫn là gì

Về cơ bản, số lượng bóng bán dẫn* sẽ tỉ lệ thuận với hiệu năng CPU và tỉ lệ nghịch với mức tiêu thụ điện năng, tức càng nhiều bóng bán dẫn trên 1 diện tích, hiệu năng càng tăng nhưng mức điện tiêu hao cũng ít đi. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu một vài trong hàng tỉ bóng bán dẫn có trên CPU bị hỏng?

• “Transistor thoát khí” có thể kéo dài định luật Moore thêm 20 năm nữa, hiệu quả hơn 10.000 lần chất bán dẫn hiện tại
• Chế tạo thành công transistor nhỏ nhất trong lịch sử, dài chỉ 1 nanomét, bảo toàn định luật Moore

Ngày nay, những con chip trên cả điện thoại lẫn PC đều có hàng tỉ bóng bán dẫn. Đễ dễ hiểu, nếu bóng bán dẫn càng nhỏ, số lượng bóng bán dẫn có trên CPU càng nhiều. Về cơ bản, số lượng bóng bán dẫn* sẽ tỉ lệ thuận với hiệu năng CPU và tỉ lệ nghịch với mức tiêu thụ điện năng, tức càng nhiều bóng bán dẫn trên 1 diện tích, hiệu năng càng tăng nhưng mức điện tiêu hao cũng ít đi. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu một vài trong hàng tỉ bóng bán dẫn có trên CPU bị hỏng?

Điều gì sẽ xảy ra nếu một vài trong hàng tỉ bóng bán dẫn có trên CPU bị hỏng ?Câu vấn đáp này lại thuộc về một khái niệm mà những công ty bán dẫn đặt ra, được gọi là quản trị độ hiệu suất cao ( yield management ), hay số khác lại đặt một cái tên khác là phân loại ( binning ) .

Khi sản xuất một cái đế wafer* dành cho những con chip, nó sẽ phải trải qua tất cả các chuỗi quá trình thử nghiệm tự động. Ngay lập tức, những con chip này tiếp tục được đưa vào hàng loạt thử nghiệm về điện hay logic để biết nó có hoạt động hay không.

Đế waferNhiệm vụ của ” quản trị độ hiệu suất cao ” là bảo vệ tối đa số lượng chip hoạt động giải trí tốt sau khi sản xuất. Các đơn vị sản xuất phải tìm cách để nâng tỉ lệ phần trăm đó bằng cách nâng cấp cải tiến tiến trình. Một đổi khác nhỏ trong tiến trình hoàn toàn có thể làm tăng hiệu năng đáng kể nhưng lại tiêu tốn hàng tỉ đô-la của đơn vị sản xuất. Thế nên, dù hiệu năng chỉ tăng một chút ít nhưng hoàn toàn có thể giúp đơn vị sản xuất thu về mức doanh thu cực cao .Những con chip hư hỏng sẽ ngay lập tức được sẽ được ghi lại lại. Sau đó, những mạng lưới hệ thống tự động hóa sẽ cắt miếng đế wafer ra khỏi những con chip này nhằm mục đích bảo vệ phần tốt còn hoàn toàn có thể sử dụng lại được. Phần còn lại sẽ liên tục trải qua những quá trình thử nghiệm khác. Nhà sản xuất sẽ phải kiểm tra logic của nó để xác nhận những gì hoạt động giải trí và những gì không .Tuy nhiên, không phải cứ có một vài bóng bán dẫn hư hỏng là sẽ vứt đi. Một số con chip có những bóng bán dẫn hư hỏng trong một nhân. Nếu con chip này là Intel Core i7 hay cao hơn, nó sẽ không vượt qua bài thử nghiệm. Nhưng nếu đây là Core i5 hoặc thấp hơn thì nó lại đạt được xác nhận vượt qua. Các chân ( trace ) * hư hỏng sẽ bị cắt đi và đưa đi-ốt ( diode ) * vào để vô hiệu hóa phần mạch đó. Chúng sẽ được thử nghiệm một lần nữa và trải qua quy trình nâng cấp cải tiến logic nhiều lần cho đến khi con chip vượt qua mức tối thiểu. Còn nếu không hề bảo vệ được chất lượng, nó sẽ bị ” đào thải ” .Nói một cách khác, mọi con chip không phải thuộc phân khúc hạng sang nhất đều có lỗi, không lỗi này thì lỗi khác. Core i5 chính là con chip Core i7 bị vô hiệu hẳn phần lỗi, ví dụ như siêu phân luồng ( hyper-thearding ), hạ thấp xung nhịp, vô hiệu 1 số ít bộ nhớ đệm ( cache ), … Điều tương tự như cũng xảy ra so với Core i3 và Pentium hay Celeron, phụ thuộc vào vào mức lỗi mà con chip gặp phải. Bằng cách này, đơn vị sản xuất sẽ không tiêu tốn lãng phí bất kể một con chip nào dù chúng bị lỗi mà vẫn bảo vệ chúng hoạt động giải trí một cách hiệu suất cao. Trừ khi nó lỗi quá nặng, như không có bất kể nhân nào hoạt động giải trí, sẽ bị vứt đi .Core i7 ” lỗi ” dưới ” mác ” Pentium G4560

Trên thực tiễn, vẫn có những con chip Core i7 ” lỗi nặng ” được đóng ” mác ” Pentium hay Core i3 để bán. ” Có còn hơn không ” thành ngữ này chỉ đúng ý niệm của những nhà phân phối chip. Việc họ đóng mác con chip Core i7 bị hỏng thành ” Pentium G4560 ” sẽ khiến mức doanh thu thu về giảm xuống còn 25 USD, thay vì là 150 USD khi bán ra dưới cái tên hạng sang Core i77700K, nhưng vẫn tốt hơn khi không thu về đồng nào và vứt nó đi .Còn với những quy trình khác như đóng gói, chúng không tiêu tốn quá nhiều ngân sách. Các vật tư bên trong con chip có giá cao hơn một chút ít với ngân sách nhà máy sản xuất sản xuất ( fab ) * cần để sử dụng chúng. Nhà sản xuất không kiếm tiền từ việc sản xuất phần ít được bán trong những shop nhưng lại từ hàng triệu phần khác trên quốc tế. Đó là nguyên do tại sao những con chip được sản xuất trên những quy trình tiến độ fab cũ có giá thực sự chỉ vài xu. Bởi chúng hoàn toàn có thể tạo ra hàng triệu ” nhân bản ” khác. Các fab thu doanh thu từ chúng và bảo vệ hiệu năng của chúng phải cao .Tóm lại, những con chip Core i5, Core i3, Pentium hay Celeron đều là những con chip Core i7 bị lỗi ở nhiều mức độ khác nhau. Dù vậy, tất cả chúng ta không cần phải quá hoang mang lo lắng hay lo ngại bởi chúng đã được nhà phân phối kiểm tra và triển khai những bài thử nghiệm nhằm mục đích bảo vệ hiệu năng khi bán ra .

Chú thích:

– Transistor ( bóng bán dẫn ) : Là một loại linh phụ kiện bán dẫn dữ thế chủ động, thường được sử dụng như một thành phần khuếch đại hoặc một khóa điện tử .

– Đế wafer: Là một miếng silicon mỏng, được cắt ra từ thanh silicon hình trụ. Nó được sử dụng như là vật liệu nền để sản xuất vi mạch tích hợp.

– Trace : Các chân được hàn trên chip hoặc những đường nối mạch có bên trong chip .- Diode : Một loại linh phụ kiện bán dẫn chỉ được cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại .

– Fab: Nhà máy sản xuất các sản phẩm điện tử, ví dụ ở đây là nhà máy sản xuất chip.  Theo Trí Thức Trẻ Copy link Link bài gốcLấy link