Broadcom: Đã đến lúc chuẩn bị cho hồi kết của định luật Moore

Buổi tiệc chưa hẳn đã chấm dứt, nhưng đã đến lúc chúng ta nên chuẩn bị gọi taxi về nhà. Đó là quan điểm ngắn gọn của Henry Samueli về nền công nghiệp bán dẫn hiện tại. Giám đốc kỹ thuật (CTO) của hãng Broadcom thẳng thắn như vậy tại cuộc phỏng vấn nhân kỷ niệm 40 năm ngày khai sinh giao thức Ethernet.

“Định luật Moore đang dần đi đến hồi kết – rất có thể là nó sẽ kết thúc trong thập kỷ tới, và như vậy chúng ta chỉ còn khoảng 15 năm thôi”, Samueli nói với một số các “lão thành” công nghệ tại thung lũng Silicon. “Các transistor CMOS thông thường (trên silicon) sẽ không thể thu nhỏ hơn nữa ở mức 5nm, và lúc đó mọi thứ sẽ ngừng phát triển”.

“Tôi khá tự tin là chúng ta sẽ làm được mạng ở tốc độ terabit [1 Terabit = 1000 Gbit, người dịch], nhưng tôi không chắc là tôi thấy được cách nào đó để đạt được tốc độ petabit [1 Petabit = 1000 Terabit, người dịch]”, người đồng sáng lập một trong những công ty chip thông tin lớn nhất thế giới cho biết. “Các bạn sẽ thấy là mật độ các bộ chuyển mạch mạng sẽ chững lại, và khi các bạn thấy sự phát triển mạng chững lại, sự tiến triển của toàn bộ ngành công nghiệp sẽ thay đổi.”

“Chúng ta vẫn còn có khoảng 15 năm nữa để tận hưởng [sự tăng trưởng], nhưng chúng ta cần phải chuẩn bị là tại một thời điểm nào đó, hệ thống mạng sẽ không còn tăng gấp đôi băng thông cứ sau mỗi 2 năm nữa”.

Người đồng sáng lập Ethernet Bob Metcalfe trao đổi với (từ trái sang) Andy Bechtolsheim của hãng Arista, Bethany Mayer của hãng HP and Henry Samueli của Broadcom.

Nhiều chuyên gia cũng đã dự đoán về việc đến lúc nào đó, kích thước transistor sẽ không thể giảm nhỏ được nữa; tuy nhiên hiếm khi dự báo này đến từ các nhà quản lý lão luyện với kiến thức kỹ thuật sâu rộng của các công ty sản xuất chíp. Trước khi cùng thành lập Broadcom vào năm 1991, Samueli từng là giáo sư kỹ thuật điện tại trường đại học California ở thành phố Los Angeles (University of California in Los Angeles), chuyên về chíp thông tin.

Việc con transistor không thể giảm kích thước được nữa “là một trong những lo lắng của tôi,” Samueli nói với EETimes như vậy sau khi tham dự buổi thảo luận toàn thể tại sự kiện này. “Chúng tôi đã và đang bàn bạc với khách hàng của chúng tôi về vấn đề này,” ông cho biết.

Samueli cho biết ông đã thông báo với khách hàng là giá thành của các con chíp mới nhất sẽ tăng, bắt đầu với thế hệ 20 nm do chi phí sản xuất tăng. Công ty theo dõi thị trường Gartner Inc. gần đây cũng ước tính là một nhà máy với công suất 45,000 phiến silicon (wafer) một tháng có thể phải trả khoảng  500 triệu USD cho mỗi công nghệ sản xuất (process node) do phải sử dụng hai hoặc nhiều lần chiếu sáng (lithographic exposure) để tạo ra được các chi tiết nhỏ hơn.

Việc xếp chồng các con chíp thành các IC 3 chiều hứa hẹn là biện pháp nhất thời tăng cường khả năng tích hợp. “Tuy nhiên phương pháp này rất đắt tiền”, Samueli nói. Broadcom sẽ dùng các bộ xếp chồng 3D này để đưa thêm một lớp các kết nối quang học làm bằng silicon cho các chíp dùng trong các bộ chuyển mạch cao cấp, có thể là bắt đầu vào năm 2015, Samueli cho biết.

“Chúng tôi đang bàn bạc với các đối tác IC 3 chiều tiềm năng, tuy nhiên chúng tôi chưa có quyết định cuối cùng.”

Một nhà lão thành công nghệ khác, cùng tham dự phiên thảo luận với Samueli, cũng có chung quan điểm với người lãnh đạo Broadcom. “Thực tế là chúng ta thấy được những gì cần làm trong vòng 10-15 năm nữa; xa hơn thế chúng ta không biết là chúng ta sẽ giải quyết vấn đề này [giảm kích thước transistor] như thế nào”, Dave House – chủ tịch công ty sản xuất bộ chuyển mạch Brocade và đã từng làm việc 23 năm tại Intel – cho biết.

Lúc còn ở Intel, ông House trao đổi thường xuyên với Gordon Moore – người đồng sáng lập Intel và đã đưa ra lý thuyết rằng cứ sau mỗi 2 năm, các nhà làm chíp có thể tăng gấp đôi số lượng transistor trên một con chíp CMOS.

Ông House kể lại “Vào những năm 70, tôi bắt đầu rao giảng rằng định luật Moore sẽ giải quyết tất cả các vấn đề của chúng ta, và Gordon đã chặn tôi lại và nói rằng “Mười năm nữa, tôi không nghĩ là nó có thể tiếp tục”. Tuy nhiên 10 năm sau đó, Gordon lại nói rằng “Tôi chỉ thấy 10 năm nữa thôi”.

“Một điều trở nên quen thuộc là trong các cuộc họp chiến lược tại Intel, Gordon đều cho rằng ông ta không thấy điều này tiếp diễn sau 10 năm nữa”, House – bản thân cũng là một kỹ sư điện tử – nói thêm. “Theo thời gian, luôn luôn có đủ tiền và các nhà khoa học thông minh để giải quyết vấn đề giảm kích thước transistor.”

“Có thể là chúng ta sẽ vấp phải giới hạn cứng (tại 5nm), nhưng tôi không đánh cược vào điều này vì hệ quả của nó thật là nghiêm trọng”, ông nói thêm.

Trong buổi trao đổi sau sự kiện này, Bob Metcalfe – một trong những người phát minh ra Ethernet và là diễn giả chính của sự kiện –  chia sẻ quan điểm của ông với Samueli và những người khác.

“Một trong những việc to tát tôi học được ngày hôm nay là định luật Moore liên quan đến tính đàn hồi của băng thông – nó không chỉ tạo ra cái máy cần nhiều băng thông, mà nó còn tạo ra được cái máy cung cấp băng thông đó”, ông ấy nói với Samueli. “Nếu như ông đúng và định luật Moore đi đến hồi kết, thì tính đàn hồi băng thông cũng sẽ chấm dứt”, Metcalfe nói.

• Nguyên bản tiếng Anh: “Broadcom: Time to prepare for the end of Moore’s Law,” Rick Merritt , EE Times, 23/05/2013
• Người dịch: Đinh Thành Việt
• Hiệu chỉnh: Tạ Minh Chiến