CPU Raptor Lake trong tương lai sẽ khắc phục điểm yếu nhất hiện nay của Intel

Với trang bị mới trên CPU, dòng Raptor Lake trong tương lai của Intel có thể tiết kiệm từ 20% đến 25% điện năng tiêu thụ.

Trong khi các bộ xử lý x86 thường bị xem như tiêu tốn nhiều năng lượng hơn các đối thủ ARM, mới đây một bằng sáng chế mới của Intel tiết lộ về concept có tên Digital Linear Voltage Regulator (D-LVR) với nhiều cải thiện về khả năng tiết kiệm năng lượng sẽ được trang bị trên các bộ xử lý tương lai, ví dụ như dòng Raptor Lake.

Trước đó, trong phần giới thiệu về Raptor Lake, Intel cho biết dòng bộ xử lý kế tiếp của Alder Lake (dòng bộ xử lý thứ 12 của Intel) sẽ tương thích ngược với các bo mạch chủ Intel 600 series và vì vậy cũng phù hợp với chân cắm socket LGA1700. Bên cạnh đó, một lộ trình sản phẩm rò rỉ trước đó của Intel cũng cho thấy dòng Raptor Lake có thể được trang bị hệ thống lai giúp mang lại hiệu suất tốt hơn.

Tuy nhiên, với việc áp dụng bằng sáng chế mới của Intel, hiệu quả năng lượng mới là cải tiến đáng chú ý nhất trong dòng chip mới của Intel.

Được Intel nộp lên vào tháng Một năm 2020, bằng sáng chế có tên "Digital Linear Regulator Clamping Method and Apparatus" (hay Phương pháp và thiết bị kẹp bộ điều chỉnh tuyến tính kỹ thuật số). Theo phần mô tả của bằng sáng chế, về cơ bản D-LVR đóng vai trò như một kẹp điện áp, được mắc song song với bộ điều chỉnh điện áp chính – nằm ngay trên bản mạch chủ. Nhiệm vụ của D-LVR nhằm làm giảm điện áp và mức độ tiêu thụ năng lượng của bộ xử lý. Ngoài ra, D-LVR cũng nhằm mục đích tăng hiệu năng CPU.

Intel tin rằng với việc chi phí triển khai D-LVR rất thấp, giá thành tăng thêm cho con chip cũng như bản mạch chủ sẽ không đáng kể.

Intel cũng cung cấp một số tài liệu để minh họa mức độ hiệu quả năng lượng mà D-LVR có thể mang tới cho các chip của mình. Với D-LVR đóng vai trò như một chiếc kẹp điện áp, nó có khả năng giảm điện thế Vin của CPU xuống chỉ còn 160 mV. Nhà sản xuất chip này ước tính, thiết bị này có thể làm giảm mức tiêu thụ điện năng từ 20% đến 25%.

Thông thường khi chạy một ứng dụng nhất định, một bộ xử lý hiếm khi nào tiêu thụ quá 40A. Bộ điều chỉnh điện áp trên bản mạch chủ thường duy trì điện thế ở mức 1,27V, trong khi các cổng năng lượng của D-LVR (cổng PG1, PG2 và PGn) có thể giữ mức điện thế Vin của CPU ở mức 1,05V, cao hơn khoảng 50mV so với mức điện thế tối thiểu thực tế của CPU. Nếu dòng điện đi qua CPU thấp hơn 40A, các cổng năng lượng trên D-LVR vẫn sẽ tắt.

Khi dòng điện đi qua CPU vượt quá mức 40A, một số cổng năng lượng trên D-LVR sẽ được kích hoạt để cung cấp dòng điện bổ sung cho Vin. Ví dụ, khi CPU cần tiêu thụ 45A, còn bộ điều hòa của bản mạch chủ vẫn cung cấp dòng 40A, các cổng năng lượng trên D-LVR sẽ bổ sung thêm 5A nữa. Giả sử thời gian và chu kỳ cho các tác vụ cần trên 40A ngắn, các cổng năng lượng của D-LVR sẽ tiêu thụ rất ít năng lượng.

Với ví dụ của Intel, trong khi mức điện năng tiêu thụ của CPU giảm 21%, hiệu năng tăng thêm 7%.

Gần đây, dòng Alder Lake của Intel đã vượt mặt các chip Zen 3 của AMD về hiệu năng. Tuy nhiên, điều này lại phải đánh đổi bằng mức hiệu quả năng lượng thấp hơn. Trong khi các chip Alder Lake có tốc độ nhanh hơn, các chip Ryzen Zen-3 của AMD lại có hiệu quả năng lượng cao hơn. Có lẽ, với trang bị mới, dòng Raptor Lake của Intel sẽ tận dụng được lợi thế cũ của Alder Lake về hiệu năng, đồng thời khắc phục được nhược điểm của nó.

Dự kiến Raptor Lake sẽ được ra mắt vào năm 2022. Cho dù vậy, tài liệu rò rỉ của Intel chỉ cho thấy việc trang bị D-LVR dành cho các chip di động laptop. Bên cạnh đó, nhiều tính năng tin đồn khác được cho cũng sẽ xuất hiện trên dòng chip di động này, bao gồm khả năng hỗ trợ RAM LPDDR5X, trong khi các phiên bản desktop được trông chờ sẽ cải thiện hệ thống cache của CPU dành cho gaming và bộ tính năng Intel vPro mới.