Chuyện gì sẽ xảy ra nếu một vài trong hàng tỷ bóng bán dẫn của con chip bị hỏng?

Các con chip trên điện thoại và máy tính có tới hàng tỉ bóng bán dẫn, trong đó kích thước bóng bán dẫn càng nhỏ thì số lượng bóng bán dẫn trên CPU càng tăng lên. Số lượng bóng bán dẫn càng nhiều thì hiệu điện năng CPU càng tăng và mức tiêu thụ điện năng càng giảm. Nhưng điều gì xảy ra nếu trong hàng tỉ bóng bán dẫn trên CPU có một vài chiếc bị hỏng?

Các công ty bán dẫn chính là người có thể đưa ra đáp án chính xác cho bạn. Họ có một khái niệm gọi là quản lý độ hiệu quả (yield management) hay phân loại (binning).

Trong quá trình sản xuất một cái đế wafer, một miếng silicon mỏng được sử dụng như là vật liệu nền để sản xuất vi mạch tích hợp, dành cho những con chip, nó sẽ phải trải qua các chuỗi quá trình thử nghiệm tự động. Và để biết những con chip này có hoạt động hay không, chúng sẽ tiếp tục trải qua các thử nghiệm về điện hay logic khác.

Đế wafer.

“Quản lý độ hiệu quả" có nhiệm vụ đảm bảo tối đa số lượng chip hoạt động tốt sau khi sản xuất. Các nhà sản xuất phải tìm cách cải tiến quy trình để nâng tỉ lệ phần trăm đó lên cao nhất có thể. Chỉ một thay đổi nhỏ trong quy trình sản xuất cũng có thể giúp cho hiệu suất tăng đáng kể. Nhưng điều này cũng khiến các nhà sản xuất tiêu tốn hàng tỉ đô la. Vì vậy, việc có thể tăng một chút hiệu năng có thể đem về lợi nhuận cực cao cho các nhà sản xuất.

Những con chip hỏng sẽ được đánh dấu lại. Sau đó, miếng đế wafer sẽ được hệ thống tự động cắt ra khỏi những con chip đó để đảm bảo phần tốt còn lại có thể tiếp tục sử dụng. Sau khi trải qua các quy trình thử nghiệm logic, các nhà sản xuất sẽ xác định được những gì hoạt động và những gì không.

Tuy nhiên, không phải các con chip có một vài bóng bán dẫn hỏng sẽ bị loại bỏ. Với những con chip như Core i5 hoặc thấp hơn, nếu có những bóng bán dẫn hỏng trong một nhân thì chúng vẫn được xác nhận là vượt qua bài thử nghiệm. Hệ thống sẽ cắt bỏ các chân (trace - các chân được hàn trên chip hoặc các đường nối mạch có bên trong chip) hỏng và đưa đi-ốt (diode - một loại linh kiện bán dẫn chỉ cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại) vào để vô hiệu hóa phần mạch đó. Sau đó, những con chip này lại tiếp tục được thử nghiệm và trải qua quá trình cải tiến logic nhiều lần. Chỉ những con chip bị lỗi quá nặng, không vượt qua mức tối thiểu mới bị loại bỏ.

Nhưng nếu con chip này là Intel Core i7 hay cao hơn thì chỉ cần có một vài bóng bán dẫn hỏng nó sẽ không vượt qua được bài thử nghiệm.

Nói một cách khác, nếu không thuộc phân khúc cao cấp nhất thì mọi con chip đều có lỗi. Con chip Core i7 sau khi đã vô hiệu hóa phần lỗi như hạ thấp xung nhịp, siêu phân luồng (hyper-thearding)… sẽ trở thành Core i5. Nhờ vậy mà không một con chip nào dù bị lỗi bị loại bỏ gây lãng phí.

Core i7 "lỗi" được bán ra dưới "mác" Pentium G4560.

Trên thực tế, vẫn có những con chip Core i7 bị lỗi được bán ra dưới mác Pentium hay Core i3. Điều này giúp các nhà sản xuất dù bị giảm mức lợi nhuận nhưng vẫn còn tốt hơn khi không thu về đồng nào và vứt nó đi.

Tóm lại, tùy vào mức độ những con chip Core i7 bị lỗi sẽ được bán ra dưới dạng các con chip Core i5, Core i3, Pentium hay Celeron. Nhưng cũng đừng vì vậy mà các bạn hoang mang hay lo lắng bởi chúng đều đã vượt qua các bài thử nghiệm của các nhà sản xuất nhằm đảm bảo hiệu năng khi bán ra.