title

CHIP

Muốn hiểu chuyện Nvidia và Jensen Huang, trước hết chúng ta phải hiểu chữ CHIP (con chip). Đây là một phát minh làm thay đổi thế giới hiện đại, từ điện thoại, máy điện toán, xe hơi cho đến trí tuệ nhân tạo (AI).

Bàn về con chip: Phát minh làm thay đổi thế giới.

1. Chip là gì?

Chip (đọc gần như chíp) là một mạch điện tử cực nhỏ, được chế tạo trên một miếng vật liệu bán dẫn, thường là silicon (chất bán dẫn silic).

Tên chuyên môn là:

Integrated Circuit (IC) – mạch tích hợp.

Tại sao gọi là mạch tích hợp?

Ngày xưa, muốn chế tạo một máy điện tử, người ta phải sử dụng nhiều linh kiện riêng biệt, nối chúng với nhau bằng dây điện.

Thí dụ:

- Một transistor để đóng ngắt hoặc khuếch đại tín hiệu.

- Một điện trở để điều chỉnh dòng điện.

- Một tụ điện để tích trữ điện tích.

- Dây dẫn để nối các linh kiện thành một mạch điện hoàn chỉnh.

Những linh kiện này chiếm nhiều chỗ, tốn tiền và dễ hư hỏng.

Người ta nghĩ ra cách đưa rất nhiều linh kiện điện tử vào chung một miếng bán dẫn nhỏ xíu.

Đó chính là con chip.

Nói cho dễ hiểu: Chip giống như một thành phố thu nhỏ, trong đó có hàng triệu, thậm chí hàng tỷ bộ phận tí hon phối hợp làm việc với nhau.

2. Ai phát minh ra chip?

Không phải chỉ có một người phát minh ra chip. Hai kỹ sư có công lớn trong việc tạo ra mạch tích hợp hiện đại là:

Thứ nhứt: Jack Kilby (1923–2005)

- Là kỹ sư người Mỹ, làm việc tại hãng Texas Instruments.

- Ngày 12-9-1958, ông trình diễn mạch tích hợp hoạt động đầu tiên.

- Ông sử dụng vật liệu germanium để tạo ra một mạch điện tử thu nhỏ.

- Năm 2000, ông được trao giải Nobel Vật lý nhờ công trình phát minh mạch tích hợp.

Thứ hai: Robert Noyce (1927–1990)

- Là kỹ sư người Mỹ, đồng sáng lập hãng Fairchild Semiconductor.

- Năm 1959, ông phát triển độc lập một phương pháp chế tạo mạch tích hợp trên silicon.

- Phương pháp của ông giúp kết nối các linh kiện ngay trên bề mặt chip, thuận tiện hơn cho việc sản xuất hàng loạt.

Hai người được lịch sử công nghệ ghi nhận là những đồng phát minh quan trọng của mạch tích hợp.

3. Trước khi có chip, người ta dùng gì?

Trước khi có transistor và chip, máy điện tử sử dụng nhiều vacuum tubes (bóng đèn điện tử chân không).

Những bóng đèn này có nhiệm vụ khuếch đại hoặc điều khiển dòng điện.

Nhược điểm:

- Kích thước lớn.

- Tỏa nhiệt nhiều.

- Tiêu thụ điện năng cao.

- Dễ hư hỏng.

- Máy móc cồng kềnh.

Năm 1947, ba nhà khoa học tại Bell Laboratories ở Hoa Kỳ phát triển thành công transistor:

1. John Bardeen.

2. Walter Brattain.

3. William Shockley.

Họ được trao giải Nobel Vật lý năm 1956.

Transistor nhỏ hơn bóng đèn điện tử rất nhiều. Nó mở đường cho ngành điện tử hiện đại.

Cần phân biệt: transistor ra đời trước chip khoảng 11 năm.

4. Người ta phát minh chip nhằm mục đích gì?

Mục đích căn bản là làm cho máy móc điện tử:

1. Nhỏ hơn.

2. Nhanh hơn.

3. Ít tiêu thụ điện hơn.

4. Ít hư hỏng hơn.

5. Rẻ hơn khi sản xuất hàng loạt.

6. Có khả năng thực hiện những phép tính ngày càng phức tạp.

Đặc biệt, trong thời kỳ Chiến tranh Lạnh, Hoa Kỳ cần những thiết bị điện tử nhỏ gọn, nhẹ và đáng tin cậy để phục vụ quân sự và chương trình không gian.

Máy tính dẫn đường của chương trình Apollo đưa con người lên Mặt Trăng là một trong những ứng dụng lịch sử nổi tiếng của chip.

5. Ngày nay chip được dùng vào những việc gì?

Hầu như mọi thiết bị điện tử hiện đại đều có chip.

Thiết bị. Chip làm nhiệm vụ gì?

Điện thoại. Xử lý hình ảnh, âm thanh, dữ liệu.

Máy điện toán. Tính toán, điều hành chương trình Xe hơi. Điều khiển động cơ, thắng, cảm biến.

Máy bay. Điều khiển và xử lý thông tin |

Máy giặt. Điều khiển chương trình giặt |

Máy ATM. Xử lý giao dịch ngân hàng.

Máy chủ AI. Huấn luyện và vận hành trí tuệ nhân tạo.

6. Có phải chip nào cũng giống nhau?

Không. Đây là điểm rất quan trọng để hiểu Nvidia.

Có nhiều loại chip với những nhiệm vụ khác nhau.

CPU – Central Processing Unit

Bộ xử lý trung tâm. Có thể ví như người điều hành tổng quát của máy điện toán.

GPU – Graphics Processing Unit.

Bộ xử lý đồ họa. Có khả năng thực hiện rất nhiều phép tính song song, đặc biệt hữu ích cho AI.

Memory Chip – Chip bộ nhớ

Lưu trữ dữ liệu tạm thời hoặc lâu dài, tùy loại bộ nhớ.

Microcontroller – Vi điều khiển.

Điều khiển những thiết bị như máy giặt, máy lạnh, xe hơi và nhiều máy móc khác.

7. Tại sao chip lại trở thành vũ khí chiến lược giữa Hoa Kỳ và Trung Quốc?

Đây là điểm nối trực tiếp với scandal Nvidia.

Hãy tưởng tượng:

- Có chip mạnh, người ta có thể xây dựng những hệ thống AI mạnh.

- AI mạnh có thể phân tích hình ảnh vệ tinh, dữ liệu tình báo và hỗ trợ điều khiển những hệ thống quân sự.

- Quốc gia sở hữu công nghệ chip tiên tiến có lợi thế lớn trong cuộc cạnh tranh kinh tế, khoa học và quốc phòng.

Vì vậy, Hoa Kỳ không muốn những công nghệ bán dẫn tiên tiến nhất của mình rơi vào tay những đối thủ mà họ xem là nguy cơ an ninh quốc gia.

Trung Quốc cũng muốn tự sản xuất chip để giảm lệ thuộc vào Hoa Kỳ và các nước đồng minh.

Đó là lý do ngành bán dẫn trở thành một mặt trận cạnh tranh chiến lược.

8. Tóm lại, cần nhớ 5 điều.

1. Chip là một mạch điện tử cực nhỏ, chứa nhiều linh kiện tích hợp.

2. Jack Kilby và Robert Noyce là hai nhân vật chủ chốt trong lịch sử phát minh mạch tích hợp.

3. Chip ra đời nhằm thu nhỏ, tăng tốc và nâng cao độ tin cậy của máy móc điện tử.

4. GPU là một loại chip đặc biệt quan trọng đối với trí tuệ nhân tạo.

5. Ai kiểm soát được công nghệ chip tiên tiến sẽ có lợi thế lớn về kinh tế và an ninh quốc gia.

Một câu hỏi tôi muốn đặt ra để chúng ta đi tiếp:

Nếu chip quan trọng đến mức đó, tại sao Nvidia chỉ thiết kế chip mà không tự mình sản xuất tất cả? Tại sao lại phải nhờ những hãng như TSMC ở Đài Loan chế tạo?

Đó là câu chuyện về một ngành công nghiệp đặc biệt, và cũng là chìa khóa để hiểu tại sao Jensen Huang, Nvidia, Đài Loan, Trung Quốc và Hoa Kỳ lại có liên hệ mật thiết với nhau.

Đoàn Xuân Thu.

Melbourne