Skylake là thế hệ vi xử lý mới nhất của Intel và còn được gọi bằng cái tên Core thế hệ thứ 6.
Đây sẽ là các CPU chủ đạo sắp xuất hiện trên rất nhiều máy tính từ đây đến tận cuối năm 2016, trải dài từ máy bàn, máy tính mini, laptop truyền thống, máy tính lai cho đến các cỗ máy siêu mỏng nhỏ nhẹ. Trong bài này mình xin chia sẻ một số thông tin đáng chú ý mà anh em nên biết về Skylake để sắp tới nếu có đi mua máy thì biết rõ hơn về các con CPU này. Mình sẽ nói về việc phân loại Skylake ra sao, các cải tiến về hiệu năng có gì, bộ xử lý đồ họa của Skylake có gì mạnh mẽ hơn so với các thế hệ trước cũng như vài con số so sánh tham khảo.
Phân loại chip Skylake
Chip cho máy tính di động (laptop, tablet, 2 trong 1)
Core M (Y-Series)
Với Skylake, Intel ra mắt cả một dải CPU mới thuộc dòng Core M chứ không còn giới hạn ở một series duy nhất. Giờ đây chúng ta có Core m3, m5 và m7 xếp theo thứ tự tăng dần về sức mạnh và tính năng. Nhờ cách đặt tên như thế này, bạn có thể dễ dàng biết được phân khúc cũng như hiệu năng của một chiếc máy tính khi nhìn vào tên CPU của nó. Core m3, m5, m7 còn được gọi bằng cái tên “Core Y-Series”, lý là do vì chữ cái trong số hiệu của những con chip thuộc dòng này là chữ “Y”. Ví dụ, chúng ta có Core m 6Y75 (thuộc Core m7), Core m 6Y54 (thuộc Core m5).
Lưu ý, Core M cũng có chip mang thương hiệu Celeron (dòng Core i cũng có Celeron, hơi nhức đầu một chút). Hiện tại chỉ có 1 CPU Celeron Core M duy nhất, đó là Core m 4405Y. Ngoài ra, tất cả chip Core M cũng được tích hợp GPU Intel HD Graphics 5xx.
Về cơ bản, Core M Skylake sẽ tiếp tục được dùng cho các máy tính siêu mỏng nhẹ, thường là laptop, tablet và có cả những máy lai (2 trong 1). Nguyên nhân của việc này là do CPU Core M dùng rất ít điện, mức TDP của chúng chỉ vào khoảng 4,5W mà thôi, ngoài ra nhiệt lượng hao phí tỏa ra cũng không nhiều nên các thiết bị Core M không cần phải sử dụng quạt tản nhiệt như truyền thống. Kích cỡ của CPU Core M cũng rất nhỏ gọn, đến mức trang AnandTech phải dùng chữ “nhỏ một cách điên rồ”. Skylake-Y và Broadwell-Y có cùng chiều ngang là 16,5mm, nhưng chiều dài của Skylake-Y chỉ là 20mm trong khi của người tiền nhiệm lên đến 30mm.
Hiện đã có MacBook 12″, Lenovo Yoga Pro và Asus UX305 là đang chạy Core M (nhưng đời Broadwell), và trong tương lai những máy Core M sẽ tiếp tục sở hữu kiểu dáng và thiết kế tương tự như những sản phẩm này. Intel cũng xác nhận rằng họ đang thử nghiệm Core M trên điện thoại di động cỡ lớn (phablet), tuy nhiên chưa có sản phẩm thương mại nào được tung ra thị trường cả.
Core i (U-Series và H-Series)
Mạnh hơn Core M thì có Core i. Dòng Core i thì trước nay đã quá quen thuộc với chúng ta, có điều năm nay nó càng trở nên mạnh mẽ hơn và tiết kiệm điện hơn. Core i thì có cả Pentium rồi mới đến i3, i5 và i7. Trong Core i lại chia làm hai Series nhỏ là U-Series và H-Series, trong đó U dành cho các laptop, tablet cũng thuộc phân khúc mỏng nhẹ nhưng cần sức mạnh cao hơn các máy chạy Core M. Còn dòng H thì dùng cho các máy phổ thông, từ laptop, tablet bình dân trải dài cho đến những cỗ máy chơi game cao cấp và mạnh mẽ.
Đặc điểm nhận dạng của Core i H-Series sẽ nằm ở chữ H (2 nhân) hoặc HQ (4 nhân) ở cuối mã hiệu sản phẩm, ví dụ như Core i7-6920HQ, Core i5-6440HQ, Core i3-6100H. TDP của chúng vào khoảng 45W. Tương tự, dòng U-Series thì kết thúc bằng chữ U, viết tắt cho chữ Ultra Low Power – nghĩa là siêu tiết kiệm điện. TDP của dòng U vào khoảng 15W. Cả U và H đều có sẵn GPU tích hợp Intel HD Graphics 540, 520 hoặc 510 tùy chip.
Chip cho máy để bàn
Máy để bàn vẫn là một yếu tố mà Intel tập trung phát triển bởi hiện nay vẫn còn những nhu cầu rất cần đến máy bàn, chẳng hạn như những người không cần làm việc di động, các cỗ máy để dựng hình, dựng phim mạnh mẽ hay các hệ thống 3D phức tạp. CPU Skylake dành cho máy bàn thì vẫn đủ cả i3, i5, i7 lẫn Pentium với TDP từ 35W đến 67W.
Giống như bên di động, dòng Core i máy bàn cũng chia thành 2 dòng nhỏ hơn: dòng S-Series thường và S-Series tiết kiệm điện. Chip nào thuộc S thường sẽ không có chữ cái cuối số hiệu (ngoại trừ các chip có chữ K là được mở khóa hệ số nhân nhằm ép xung). Chịp S-Series tiết kiệm điện thì gắn thêm chữ T, ví dụ Core i5-6600T.
Đáng chú ý, các con chip cho desktop này cũng được tích hợp sẵn GPU Intel HD Graphics 5xx. Tức là nếu bạn sắm máy bàn và không có nhu cầu đồ họa mạnh thì có thể dùng GPU này luôn không cần mua card rời nữa. Như vậy sẽ tiết kiệm tiền hơn.
Skylake có cải tiến gì?
Những thay đổi lớn về mặt kiến trúc của Skylake so với thế hệ Haswell và Broadwell đi trước bao gồm:
1. Loại bỏ FIVR (fully integrated voltage regulator) trên đế CPU:
Đây là một tính năng được giới thiệu trong Haswell. FIVR làm nhiệm vụ cung cấp điện cho CPU hoạt động ở mức hợp lý, và trước khi Haswell ra đời thì nó nằm trên mainboard. Nhờ có FIVR mà toàn bộ điện năng tiêu thụ của hệ thống giảm đi khoảng 20%, tuy nhiên nó lại làm tăng đáng kể điện khi máy tính đang tải nặng. Như vậy Haswell phù hợp hơn cho các thiết bị di động, còn với máy bàn thì hiệu quả là không đáng kể. Ngoài ra, FIVR cũng là một nguồn tỏa nhiệt và làm tăng chiều dày của chip Broadwell-Y, làm ảnh hưởng đến thiết kế mỏng của thiết bị.
Chính vì thế, lên đến Skylake, Intel quyết định sẽ đưa FIVR về lại bo mạch chủ. Bằng cách này CPU sẽ mát hơn, hiệu quả năng lượng thì sẽ được duy trì ở mức cao nhất có thể bằng các công nghệ mới, trong khi giảm được chiều dày của chip. Bo mạch chủ khi đó sẽ đắt hơn chút xíu, nhưng cũng không phải là vấn đề nghiêm trọng.
2. Tích hợp bộ điều khiển PCH (Platform Controller Hub) lên trực tiếp trên đế CPU:
Điều này áp dụng cho chip dòng H, U và Y, tức là những CPU di động. PCH làm nhiệm vụ điều khiển xung, điều khiển thiết bị ngoại vi, màn hình và nhiều giao tiếp khác trong hệ thống. Năm 2008, PCH được công bố để thay cho chip cầu bắc và cầu năm, từ đó đến nay nó là một con chip nằm riêng trên mainboard. Còn trong Skylake, PCH nằm trực tiếp trong gói CPU luôn nên sẽ giúp giảm điện năng tiệu thụ và tăng hiệu quả hoạt động. Bằng cách này, Skylake tiến gần hơn đến định nghĩa SoC chuẩn mực. Riêng với dòng S cho máy để bàn, PCH vẫn nằm riêng.
3. Thay đổi về tập lệnh chỉ dẫn (instruction set – IS):
Bộ IS trên Skylake được kỳ vọng là sẽ hỗ trợ thêm một số tập lệnh mở rộng về việc quản lý và bảo vệ RAM, tăng cường khả năng thực thi tính toán dấu chấm động, đồng thời cải tiến khả năng thực thi của các tập lệnh sẵn có. Tất cả những thay đổi này sẽ giúp CPU đạt hiệu quả tính toán cao hơn.
4. Hỗ trợ USB-C + Thunderbolt 3:
Việc PCH của Skylake (tên mã Alpine Ridge) hỗ trợ cho hai kết nối này đã chứng minh rằng USB-C chính là tương lai của cổng kết nối ngoại vi. Trong thời gian tới, chúng ta có thể sớm thấy các máy tính dùng cổng USB-C hỗ trợ một vài hoặc tất cả các chuẩn như sau: USB 2.0, USB 3.1 Gen 2 (10Gbps), Thunderbolt 3.0. PCH này cũng sẽ tương thích với HDMI 2;0, DisplayPort và DockPort.
5. Hỗ trợ DDR3 và DDR4:
Hầu hết các chip Skylake đều hỗ trợ cho cả hai chuẩn RAM này. Lý do là vì giá của DDR4 hiện vẫn còn cao hơn DDR3, thế nên không phải ai cũng sẵn sàng chi tiền cho chuẩn RAM mới này. Intel thì lại không muốn ép buộc người dùng một cách thái quá và cưỡng ép, thế nên hãng quyết định sẽ hỗ trợ luôn cả hai. Trong tương lai, đến một thời điểm nào đó Intel sẽ ngừng hỗ trợ cho DDR3, nhưng có vẻ như là còn lâu nên bạn không phải lo lắng quá. Lợi ích của DDR4 so với DDR3 bao gồm: dùng điện ít hơn, ổn định hơn, có thanh 16GB để mua.
6. Thay đổi về cấp độ truy cập eDRAM:
eDRAM là một bộ nhớ nằm gần CPU với nhiệm vụ làm bộ nhớ đệm. Trong Broadwell, eDRAM chỉ được truy cập ở mức thứ 4, xếp sau register, cache L1, L2 và L3. Điều này làm chậm lại phần nào thời gian truy cập dữ liệu. Còn trong Skylake, eDRAM giờ đã được xếp lên cấp độ 3, ngang hàng với cache L3. Như vậy, chúng ta có thể xem eDRAM như là một bộ đệm cho DRAM và nó hứa hẹn sẽ làm tăng tốc độ tải dữ liệu vào các bộ xử lý trong chip. Ngay cả GPU cũng được hưởng lợi theo. Theo lời Intel, eDRAM trong các CPU Skylake sẽ có hai bản: 64MB và 128MB tùy chip.
Cách triển khai eDRAM trên Haswell và Broadwell
Cách triển khai eDRAM trên Skylake
Đồ họa của Skylake
Hiện tại đồ họa tích hợp trong CPU Intel đã lên đến thế hệ thứ 9 mặc dù bản thân Skylake thì chỉ mới là Core thế hệ 6 mà thôi. Trong thế hệ 9 (Gen 9) này có nhiều model GPU khác nhau với sức mạnh khác nhau:
Như trong ảnh trên, dòng GPU GT4 (Iris Pro Graphics 580) sẽ là dòng mạnh nhất khi có đến 72 Execution Unit (EU – bộ thực thi). Nó cũng sử dụng eDRAM để tăng tốc độ truyền tải dữ liệu và hạn chế tình trạng nghẽn cổ chai cho bộ xử lý đồ họa. Yếu hơn một chút là GT3 (Iris Graphics 540, 550) với 48EU rồi đến GT2 (HD Graphics 515 đến 530) và xếp cuối bảng là GT1 (HD Graphics 510, HD graphics).
Trong tấm ảnh bên dưới, bạn có thể thấy được sự khác biệt giữa các model GT. GPU càng yếu thì càng sử dụng ít đơn vị thực thi hơn và không có được những tính năng xử lý hình ảnh/video cao cấp. Việc nhóm các EU lại như vầy còn nhằm đảm bảo rằng chip chỉ nhận đúng phần năng lượng mà nó còn, không nhận dư gây lãng phí mà cũng không nhận ít hơn mức yêu cầu. Ngay cả trên GPU Iris Pro, nếu nhóm EU nào không cần chạy thì sẽ được tạm nghỉ, từ đó giúp kéo dài thời gian dùng pin cho máy tính di động, trong khi không gây ảnh hưởng đến các cụm EU còn lại.
Một tính năng đáng chú ý khác nữa về mặt đồ họa của Skylake đó là Multiplane Overlay (MPO). Bình thường chúng ta rất hay thấy một tấm ảnh hay một nội dung nào đó đang xoay (hoặc bị kéo dãn, biến dạng theo một cách nào đó) trên màn hình máy tính. Để có thể làm được điều đó, công thức biến dạng ảnh sẽ được nạp vào RAM (hoặc vRAM), chuyển sang GPU để xử lý rồi chuyển ngược lại dữ liệu ra RAM để hiển thị lên màn hình. Do phải đi tới đi lui nhiều lần như thế nên sẽ hao điện hơn, tốc độ cũng giảm đi. Khi có nhiều ứng dụng cùng chạy (mỗi ứng dụng là một “plane”), vấn đề này càng trở nên rắc rối.
MPO ra đời để khắc phục nó. Bằng cách chèn thêm một lớp bộ nhớ đệm, MPO có thể giúp quá trình chuyển dữ liệu được diễn ra mượt mà hơn, ít hao điện và ít nghẽn cổ chai hơn bởi mỗi plane đã có buffer của riêng mình.
Pin và công nghệ Intel Speed Shift
Xuyên suốt các phần ở trên, bạn có thể thấy rằng Skylake áp dụng rất nhiều thứ để cắt giảm lượng điện tiêu thụ. Ở CPU cắt giảm một ít, GPU một ít, bộ điều khiển PCH một ít, kết nối một ít. Tất cả sẽ giúp thời lượng pin của những máy di động được lâu hơn. Intel nói rằng Skylake có thể giúp laptop chạy thêm khoảng 1,4 tiếng so với chip Broadwell.
Có một công nghệ khá hay nữa mà Intel đưa vào Skylake nằm tiết kiệm điện hơn, đó là Speed Shift. Đây là một kĩ thuật giúp CPU xử lý tác vụ thật nhanh, trong thời gian ngắn nhất có thể, để rồi quay về lại trạng thái nghỉ. Bằng cách này pin sẽ lâu cạn hơn so với việc cứ từ từ xử lý tác vụ trong một thời gian dài. Ngoài ra nó cũng cải thiện thời gian thay đổi xung nhịp CPU từ 30 mili giây xuống chỉ còn khoảng 1 giây mà thôi.
Đặc biệt, Speed Shift là sự kết hợp giữa phần cứng và hệ điều hành trong việc điều khiển xung nhịp tùy theo hiệu năng cần thiết ở từng thời điểm. Ví dụ, bình thường hệ điều hành sẽ điều khiển hiệu năng của CPU, nhưng khi cần ưu tiên riêng một app nặng phục vụ cho mục đích chơi game, dựng đồ họa… thì hệ điều hành sẽ yêu cầu phần cứng ưu tiên xử lý để app đó nhanh chóng kết thúc phần việc của mình. Hệ điều hành cũng có thể lấy lại quyền điều khiển bất cứ khi nào cần thiết.
Vấn đề ở đây đó là bản thân hệ điều hành đó phải hỗ trợ cho Speed Shift. Hiện tại Intel đang tích cực làm việc với Microsoft để đảm bảo rằng Windows 10 sẽ tương thích tốt với tính năng này.
Một vài con số về Skylake
Với dòng Core M:
– Hiệu năng trên tablet tăng tối đa 2 lần
– Thời gian dùng pin hơn 10 tiếng
– Hiệu năng đồ họa tốt hơn Broadwell tối đa 40%
– Hỗ trợ cho USB-C, Intel RealSense
Với dòng Core i U:
– Hiệu quả dùng điện tốt hơn 60%, tức là cùng tải thì Skylake dùng ít điện hơn 60% so với Haswell
– Bản thân GPU cũng có hiệu quả cao hơn 40% so với đời trước
Theo Tinh Tế
