Bí ẩn đằng sau Bộ Vi Xử Lý Intel Siêu tiết kiệm điện năng (ULV)

cohay · 29/7/13

Hiện nay trên thị trường MTXT xuất hiện nhiều mẫu máy có thiết kê mỏng, nhẹ sử dụng bộ VXL tiết kiệm năng lượng với xung nhịp thấp hơn các dòng MTXT phổ thông khác. Người tiêu dùng do đó khá băn khoăn khi lựa chọn giữa các dòng VXL này, đồng thời thiếu thông tin về hiệu suất của các VXL dòng siêu tiết kiệm điện năng ULV – Ultra low Voltage (với ký hiệu U nằm ở vị trí cuối cùng trong tên mã CPU).

Cách phân biệt các dòng CPU Intel cho MTXT theo tên mã
Ví dụ: Intel® Core™ i3-3217U
trong đó:

3: thế hệ core (kiến trúc) của bộ Vi Xử Lý, trong TH này là Intel® Core™ thế hệ thứ 3 (Ivy Bridge)

217: tên mã CPU, thông thường số càng lớn thì càng mạnh, riêng số cuối cùng (7) thường đại diện cho loại CPU (7: ULV, 0: Mobile, 9: Y = Extreme-low power)

Ký tự cuối cùng (U) và ý nghĩa tương ứng:

M - Mobile processor

Q - Quad-core

U - Ultra-low power

X - 'Extreme'

Y - Extreme-low power

H - BGA1364 packaging | đây là các dòng CPU mới sử dụng card đồ họa IRIS PRO 5200 (GT3e)

Trào lưu tiết kiệm điện năng và sự lên ngôi của VXL siêu tiết kiệm năng lượng (U series - ULV)
Nếu kiến trúc Intel® Core™ thế hệ thứ 3 còn có sự tồn tại của các dòng M (dòng chip di động thông thường) thì đến thế hệ thứ 4 (Haswell) các VXL thuộc dòng Core i3 và Core i5 chỉ còn U Series, thậm chí là Y Series (dòng tiết kiệm năng lượng tuyệt đối - Extreme-low power). Điều này chứng tỏ xu hướng công nghệ đã có sự thay đổi:

Với kiến trúc mới (thế hệ 3 và 4), VXL di động không cần xung nhịp quá cao để đáp ứng tốt các tác vụ thông thường trên MTXT.

Nhu cầu ngày càng lớn của người dùng, họ mong muốn sở hữu những thiết kế MTXT thanh thoát hơn, sang trọng, mỏng, nhẹ với thời gian dùng pin dài ... Mà tiền đề chính là khái niệm Ultrabook trong thời gian gần đây.

VXL Siêu tiết kiệm năng lượng, hiện thực hóa ý tưởng Ultrabook
Ultrabook và các dòng MTXT lai Ultrabook chỉ có thể đạt đến những thiết kế siêu mỏng, gọn và nhẹ khi xử lý triệt để được vấn đề nhiệt độ. VXL U Series với ưu thế điện thế thấp, ít tỏa nhiệt đã giúp các nhà thiết kế hoàn thiện những ý tưởng táo bạo của mình. Bạn sẽ không thấy sự xuất hiện của các dòng VXL M Series trong cấu hình của các dòng máy siêu di động.

Ngay cả khi hoạt động ở mức xung nhịp cao hơn nhiều so với VXL thông thường, CPU dòng ULV giúp giảm công suất tiêu thụ xấp xỉ 30%. Source

Phân tích hiệu suất làm việc của thế hệ VXL siêu tiết kiệm năng lượng.
Khi thuần túy so sánh 2 bộ VXL cùng kiến trúc, VXL M Series (dòng di động bình thường) và U Series (dòng siêu tiết kiệm điện). Thông thường do xung nhịp của các VXL M Series (kế cả xung Turbo boost nếu có) luôn cao hơn so với các VXL U Series nên dĩ nhiên khả năng tính toán của VXL M Series sẽ nhanh hơn tương ứng với xung nhịp chênh lêch. Tuy nhiên nếu xem xét dưới góc độ sử dụng của một người dùng MTXT, có thể tạm chia các ứng dụng thành 2 nhóm chính:

Các ứng dụng thông thường (học tập, làm việc văn phòng, duyệt web, giải trí số (trừ Game 3D)...) hay còn gọi là nhóm ứng dụng chạy hoàn hảo ngay chỉ với dòng VXL U Series. Như vậy đối với các ứng dụng này lợi thế xung nhịp có được từ VXL M Series là khá nhỏ hầu như người dùng khó có thể cảm nhận được sự khác biệt

Các ứng dụng yêu cầu khả năng tính toán cao từ bộ VXL, xung nhịp càng cao càng tốt (chơi Games, xử lý đồ họa, dựng phim và một số phần mềm tính toán chuyên dụng ...) đối với các ứng dụng này lợi thế chênh lệch về xung nhịp của VXL M Series được thể hiện rõ hơn tuy nhiên cũng lưu ý rằng trong đa số các ứng dụng này bên cạnh bộ VXL người dùng còn cần phải chọn lựa các thành phần cao cấp khác như: card đồ họa, ổ cứng và bộ nhớ dung lượng lớn, ổ cứng thể rắn ... hay nói cách khác VXL chỉ đóng góp một phần trong trải nghiệm của người dùng chuyên nghiệp.

Bên cạnh việc tạm phân loại các ứng dụng, về nhóm người dùng cũng có thể chi thành 2 nhóm chính ứng với 2 nhóm ứng dụng nêu trên:

Nhóm người dùng chiếm số đông như: sinh viên, học sinh, nhân viên văn phòng, người dùng gia đình bình thường, doanh nhân...

Game thủ, đồ hoạ viên, kiến trúc sư, chuyên viên tính toán, nghiên cứu dữ liệu KTS... nhóm người dùng này không nhiều nhưng lại có yêu cầu rất cao về hiệu năng tính toán của thiết bị.

Tuy nhu cầu sử dụng MTXT có khác nhau nhưng tụ chung lại, người dùng đều mong muốn chiếc MTXT của mình mỏng, nhẹ, đẹp và pin bền hơn (kể cả nhóm thứ 2 - nếu cho phép họ có lựa chọn). Hay nói cách khác bộ VXL U Series đáp ứng đúng nhu cầu cũng như sở thích của số đông người dùng, tạo thành một trào lưu công nghệ mới.

Lợi thế của thế hệ VXL siêu tiết kiệm năng lượng.

Ít tỏa nhiệt, công suất thấp, giúp pin dùng lâu hơn và khiến thiết kế MTXT gọn, nhẹ sang trọng hơn đồng thời giảm chi phí bảo trì, sữa chữa đặc biệt sau thời gian dài sử dung (phần lớn nguyên nhân gây hư hỏng phần cứng MTXT là do tỏa nhiệt làm giảm độ bền và tuổi thọ thiết bị). Tổng chi phí đầu tư (TCO) nhìn chung là tốt hơn.

Tuy hiệu suất tính toán trên MHz không cao bằng dòng VXL M Series (do chênh lệch về xung nhịp gốc), tuy nhiên hiệu suất sử dụng của VXL U Series lại rất cao, đặc biệt đối với dòng CPU Core i5, i7 hỗ trợ công nghệ Turbo Boost. Trên lý thuyết Turbo Boost sẽ tự động ép xung bộ VXL (và cả GPU tích hợp) khi các ứng dụng yêu cầu tài nguyên hệ thống, tuy nhiên mức xung cao hay thấp và thời gian mức xung này được duy trì, lại tùy thuộc vào công suất "còn dư" lại so với tiêu chuẩn của Intel. Do được thiết kế với điện thế ban đầu thấp, ít tỏa nhiệt với công suất tối ưu nên mức xung chênh lệch sau khi Turbo Boost của các dòng VXL U Series thường cao hơn (*) và thời gian duy trì mức xung đỉnh cũng dài và ổn định hơn các dòng VXL cũ => hiệu suất tính toán sau khi Turbo Boost cao hơn.

(*) So sánh mức chênh lệch xung nhịp sau Turbo Boost của VXL M Series và U Series

Có thể thấy rằng Intel® Core™ i5-3427U cho % tỷ lệ hiệu suất cải thiện sau Turbo Boost cao hơn nhiều khi so sánh với 3320M, trong khi công suất danh định chỉ là 17W (CS của i5-3320M lên đến 35W)

Xung thấp nhưng lại đắt tiền hơn?!?
Giá của các bộ VXL U Series thường cao hơn các dòng M Series, tương ứng thì giá thành của các mẫu MTXT dùng VXL U cũng đắt hơn. Điều này có hợp lý?!?

Các bộ VXL U Series thường là những đơn vị Silicon tốt nhất, được tuyển chọn từ khi sản xuất để có thể vận hành ổn định ở mức điện thế rất thấp (không phải tất cả CPU khi SX đều có thể làm được điều này)

Các dòng MTXT trang bị bộ VXL U Series, ngoài việc chịu ảnh hưởng một phần bởi giá thành của bộ VXL, các mẫu MTXT dùng U Series thường là Ultrabook hoặc lai Ultrabook, được thiết kế tốt hơn, các thành phần linh kiện khác cũng cao cấp hơn... hay nói cách khác đẳng cấp sản phẩm cao hơn nên giá thành cũng cao hơn.

Hiệu suất sử dụng cao (Turbo Boost) và tổng chi phí đầu tư tốt hơn như đã phân tích ở các phần trên.

Có lẽ trong đa số TH bạn sẽ chọn một MTXT hiện đại sử dụng VXL U Series, trong các TH còn lại, nên nhớ rằng bên cạnh việc chọn lựa bộ VXL bạn cần phải đảm bảo các thành phần quan trọng khác (Bộ nhớ, ổ cứng, card đồ họa...) đủ mạnh để đảm bảo rằng lựa chọn của bạn thật sự tốt hơn 1 chiếc Ultrabook!

Tổng hợp và Sưu tầm.