Như thế nào là CPU binning và trúng Silicon Lottery là gì?

 

Hôm qua trong bài thử nghiệm AMD Ryzen 9 3900XT thì mình có nhắc đến khái niệm binning và cũng có anh em hỏi nên bài này mình giải thích dựa trên những gì mình được chia sẻ từ những người đi trước:

Binning mình cũng chẳng biết dịch ra tiếng Việt là gì, mình hay gọi là binning nguyên gốc. Trong những lần đi dự sự kiện của Intel và AMD thì khái niệm binning này được nhiều người đặt câu hỏi và được quan tâm đặc biệt. Mình nhớ một ông chú ở Intel từng giải thích về binning với mình khi cùng ngồi uống bia sau sự kiện với ví dụ về quả táo:

 

“Chẳng hạn bạn ra mua táo, có một rổ táo loại ngon nhất, từ hình thức đến vị nhưng giá 10 đô mỗi quả và bạn thấy đắt không mua. Thế rồi người bán chỉ cho bạn một rổ táo khác giá chỉ một nửa, màu sắc thì không đẹp bằng nhưng không sâu không dập, ăn vẫn ngon, bạn vui vẻ mua. Thế nhưng ở khía cạnh là người trồng táo thì ai cũng muốn thu hoạch được tất cả những quả táo ngon đẹp nhất để có thể bán được giá 10 đô và thu về lợi nhuận cao nhất. Thế nhưng thực tế là chẳng có cây táo nào hay bất cứ thứ gì trên đời có thể được tạo ra với độ hoàn thiện tối đa và giống nhau y hệt được. Vậy nên trong số những quả táo thu hoạch được thì có những quả vỏ hơi xấu, có những quả bị sâu ăn một chút, có những quả thối. Dĩ nhiên ai cũng muốn tấn dụng đống táo thu hoạch được để bán và thế là những quả tốt nhất được xếp riêng trong một rổ, những quả tốt vừa vừa xếp riêng, những quả vỏ xấu nhưng ruột ngon vẫn ăn được xếp riêng, những quả bị sâu thì gọt bỏ phần sâu, cắt lát và bán dạng táo cắt sẵn và những quả thối loại bỏ hay cho gia súc ăn. Và thế là những quả táo đó vẫn được bán ra với giá khác nhau, hoàn hảo nhất giá 10 đồng, kém hơn chút thì bán 7 đồng…”

 

 

Câu chuyện quả táo trên là một ví dụ điển hình của binning. Vi xử lý được sản xuất từ các tấm wafer silicon và đây là một quá trình sản xuất đòi hỏi độ chính xác cực cao. Tấm wafer hình tròn cỡ lớn được xử lý bằng nhiều vật liệu và được in quang khắc vi mạch theo kiến trúc vi xử lý đã thiết kế. Quá trình sản xuất còn có nhiều khâu như bắn phá bằng chùm ion năng lượng cao, sửa cấu trúc tinh thể và tạo ra một lớp silicon oxide trong lò hấp rồi lại đưa vào buồng chân không để lắng đọng thêm một lớp đồng và khắc các lớp kim loại hay oxide bằng acid mạnh. Với hàng tá các khâu xử lý phức tạp, thời gian xử lý có khi ngắn chỉ vài giây có khi dài trong khi điều kiện xử lý có thể rất khắc nghiệt như nhiệt độ cao, môi trường acid cao, chưa kể là khiếm khuyết về vật liệu … và đế chip thì lại quá nhỏ thành ra những khác biệt trên đế chip xuất hiện.

4 die của Threadripper. ​

Sau cùng đế chip hoàn chỉnh được cắt ra từ một tấm lớn và lúc này chúng ta có thể hình dung nó như một mớ táo được thu hoạch từ một cái cây như lời giải thích trên và người trồng táo chính là hãng làm chip đều mong muốn nó sẽ là i7 hay i9, R7 hay R9. Sẽ có những đế chip cực tốt nhưng cũng có những đế kém chất lượng. Những đế chip này được đưa vào một quy trình kiểm tra và sàng lọc rồi phân loại dựa trên hiệu năng của nó.

Intel có những tiêu chuẩn về hiệu năng, điện năng tiêu thụ và nhiệt đối với mọi dòng CPU. Chẳng hạn như dòng Core i5, nếu một con CPU thành phẩm không đáp ứng được các tiêu chuẩn đặt ra thì Intel sẽ “bin” nó thành một con Core i3. Chi tiết hơn thì theo chia sẻ của bạn @Battleship, việc Core i7 có phải là được cắt nhân từ Core i9 hay không hay Core i5 với i7 phải chăng cùng một wafer rồi cắt nhân còn tùy thuộc vào kích thước die. Như Core i3 thế hệ Coffee Lake-S có kích thước die là 126 mm2 với 4 nhân thì khả năng nó dùng wafer riêng và có thể sẽ được cắt xuống thành Pentium và Celeron. Trong khi đó Core i5 và i7 thế hệ Coffee Lake-S có chung kích thước die là 149,6 mm2 và cả 2 đều có 6 nhân, khác ở siêu phân luồng nên chúng dùng chung wafer.

Ủa mà như vậy thì ví dụ như Core i5 thế hệ giờ có 6 nhân trong khi Core i3 chỉ có 4 nhân thì làm sao mà từ i5 thành i3 được?

Đây cũng là một phần trong khâu binning mà Intel, Nvidia, AMD hay bất cứ hãng sản xuất vi xử lý nào đều áp dụng. Anh em hẳn đã từng nghe những khái niệm như “nhân bị tắt đi” hay “cắt bớt nhân” … Những khái niệm này đều đúng về tình hình nói trên. Sau quá trình thử nghiệm toàn bộ những con die Core i5 và nếu có 1 hay 2 nhân không đạt yêu cầu thì sẽ bị “cắt vật lý”, bạn @minhgiang2085 góp ý rằng họ sẽ đốt cách mạch điện bên trong để ngắt mạch các nhân va quy trình này gọi là fuse.

 

Với Ryzen 9 3900X thì về cơ bản nó chính là con Ryzen 9 3950X nhưng bị cắt mất 2 nhân trên mỗi CCD. Theo thiết kế chiplet của AMD thì Ryzen 9 3950X có thiết lập 2 cụm CCD, bên trong mỗi CCD chứa 8 nhân và những con CPU ra lò có hiệu năng trên cả 16 nhân đều đạt yêu cầu thì nó sẽ là 3950X còn thấp hơn sẽ bị cắt đi thành 3900X với 12 nhân 24 luồng.

Vậy tại sao phải binning từ đó đẻ ra nhiều dòng CPU với số nhân khác nhau như vậy?

Quéo quèo, đó là để tối ưu về lợi nhuận và đáp ứng được nhu cầu thi trường. Thực tế câu chuyện binning nó không chỉ nằm ở việc cắt bỏ các nhân không đạt yêu cầu mà thậm chí dựa trên sức mua, hãng sản xuất có thể chủ động cắt để tăng số lượng CPU giá rẻ, giảm số lượng CPU cao cấp để có thể bán tốt hơn.

Liệu có thể mở nhân cho một con Core i3 trở thành Core i5 được không?

Điều này từng xảy ra trong quá khứ với dòng Athlon và Phenom của AMD. Chẳng hạn như Phenom II X3 là một con CPU 3 nhân Deneb nhưng thực tế nó cũng là một con Phenom II X4 với 4 nhân Deneb trong đó có 1 nhân bị tắt đi. Về sau thì mình nhớ có hướng dẫn flash lại BIOS của bo và từ đó mở được cái nhân thứ 4 này, như vậy Phenom II X3 trở thành X4. Tuy nhiên bây giờ thì các nhân đã bị cắt vật lý nên chúng ta không mở được nữa.

Bin-out và những con CPU dòng unlocked hỗ trợ OC!

Cả AMD và Intel đều có những phiên bản CPU hỗ trợ OC rất tốt, ở đây là dòng K của Intel hay dòng FX của AMD khi xưa và giờ là những con Ryzen X. Trở lại với những con CPU đã được phân loại thành Core i5, i7 hay i9 và Ryzen 5, 7, 9. Chúng sẽ được kiểm tra ở một thang điểm cao hơn và những con nào có khả năng kiểm soát hệ số nhân tốt hơn, có thể tăng xung nhịp cao hơn, chịu được nhiệt độ tốt hơn … thì nó sẽ được phân loại vào dòng K hay X. Chẳng hạn như Core i5-10600 sẽ không thể OC tốt như Core i5-10600K hay Ryzen 5 3600 sẽ có khả năng OC thấp hơn so với Ryzen 5 3600X.

 

Và trong những con CPU có khả năng OC tốt này sẽ có những con cực kỳ tốt hay có thể nói là siêu tốt. Khi anh em mua xài những con CPU dòng K thì nó cũng như anh em chơi xổ số và mỗi hãng sẽ có một chiến lược binning khác nhau dành cho người may mắn.

Trước đây với Ryzen 3000 series, AMD cho biết chỉ có khoảng 6% những con Ryzen 9 3900X có thể đạt xung 4,2 GHz khi chạy AVX2 ở điện áp 1,25 V Vcore, còn lại sẽ là 35% chạy được xung 4,15 GHz với AVX2 ở điện áp 1,237 V Vcore, 68% chạy được 4,1 GHz với AVX2 ở điện áp 1,225 V Vcore, 87% chạy ở 4,05 GHz với 1,212 V Vcore và 100% chắc chắn chạy được ở 4 GHz với điện áp 1,2 V Vcore.

Tương tự với Core i thế hệ Comet Lake-S mới nhất thì chỉ có 24% những con Core i9-10900K bán lẻ có thể đạt mức xung 5,1 GHz 10 nhân hay 5,3 GHz 3 nhân với điện áp 1,375 V, 73% đạt xung 5 GHz 10 nhân hay 5,2 GHz 3 nhân với điện áp 1,35 V và 100% chắc chắn sẽ đạt xung 4,9 GHz 10 nhân hay 5,1 GHz 3 nhân với điện áp 1,325 V.

Trong bài trải nghiệm Ryzen 9 3900XT, mình nói là mình trúng số Silicon Lottery vì con của mình có thể kéo 4,5 GHz ở 1,37 V, chưa rõ là trúng giải nhất hay giải bao nhiêu nhưng so với giải khuyến khích tức 100% có thể chạy ở 4,2 GHz toàn nhân với điện áp thấp hơn thì mình nghĩ nó phải ở đâu đó giải nhì 😁.

Hy vọng rằng qua bài này, anh em sẽ có thể hiểu thêm về khái niệm binning cũng như Silicon Lottery là gì. Và từ đây, anh em cũng sẽ hiểu được tại sao con Core i9 của mình lại khó OC hơn con Core i9 cùng loại của thằng bạn đang xài hay so với những trang hay đánh giá CPU khác.

Kỹ thuật binning cũng được áp dụng trong nhiều sản phẩm bán dẫn khác như chip nhớ DRAM, GPU … thế nên RAM cũng có dòng thấp dòng cao, dòng OC được tốt hay GPU cũng phân dòng và OC tương tự.

Theo : Tính tế

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.