Định luật “TAU” của Huawei thực chất là gì, nó liệu rằng có thể định nghĩa lại công nghệ sản xuất chip bán dẫn?

Vào ngày 25 tháng 5, Huawei đã đề xuất Định luật Tỷ lệ Tau (τ) tại IEEE ISCAS 2026, như một khuôn khổ phát triển hệ thống trên chip cho kỷ nguyên hậu Định luật Moore. Ý tưởng cốt lõi của nó là chuyển từ “tỷ lệ hình học” truyền thống sang “tỷ lệ thời gian” tập trung vào tối ưu hóa độ trễ, cải thiện hiệu suất tương đương, hiệu quả năng lượng và mật độ bóng bán dẫn thông qua LogicFolding, tích hợp 3D và thiết kế đồng bộ ở cấp hệ thống.

Gần đây, Huawei đã đề xuất một khái niệm mới: Định luật Tỷ lệ Tau, “Luật Đạo Tau” của Huawei, sử dụng công nghệ xếp chồng chip 3D để vượt qua các “lệnh cấm EUV” và dường như mở ra một hướng đi mới trong kỷ nguyên hậu Luật Moore, về bản chất là một sự thỏa hiệp bất lực dưới các lệnh trừng phạt khắc nghiệt từ Mỹ nhằm giới hạn Huawei.

Vậy Định luật Tau là gì?

Nói một cách đơn giản, Định luật Tỷ lệ Tau nhằm giải quyết câu hỏi: khi hiệu năng của chip không thể được cải thiện chỉ bằng cách “làm cho nó nhỏ hơn và nhồi nhét nhiều linh kiện bán dẫn hơn”, thì làm thế nào để nó có thể tiếp tục phát triển mà vẫn đảm bảo được hiệu suất thậm chí gia tăng hiệu suất hoạt động với nhiều dữ liệu hơn.

Về cơ bản, Định luật Moore tập trung vào việc làm cho các bóng bán dẫn nhỏ hơn, đóng gói nhiều bóng bán dẫn hơn vào cùng một diện tích. Tuy nhiên, Định luật Tỷ lệ Tau không chỉ tập trung vào “nhỏ hơn về không gian” mà còn vào “nhanh hơn về thời gian”. Điều này có nghĩa là cải thiện hiệu năng của chip bằng cách nén thời gian truyền tín hiệu, giảm độ trễ truyền dữ liệu và tăng cường hiệu quả phối hợp hệ thống.

Do đó, Định luật Moore tập trung vào không gian, trong khi Định luật Tỷ lệ Tau tập trung vào thời gian.

Có thể bạn quan tâm: Sau sáu năm chờ đợi, Chip Kirin 9050 – “Con át chủ bài” của Huawei hoàn toàn mới cuối cùng cũng đã trở lại

Trong ngành công nghiệp chip, Định luật Moore từ lâu đã đại diện cho một con đường rõ ràng: thu nhỏ các bóng bán dẫn và tích hợp nhiều thiết bị hơn trong cùng một diện tích để đạt được hiệu năng mạnh mẽ hơn.

Tuy nhiên, khi các quy trình sản xuất tiên tiến tiếp tục tiến gần đến giới hạn vật lý và chi phí, việc chỉ dựa vào “việc liên tục thu nhỏ kích thước” ngày càng trở nên khó khăn. “Định luật Tao (τ)” của Huawei có thể được hiểu là một cách tiếp cận mới trong kỷ nguyên hậu Moore: tập trung không chỉ vào việc liệu chip có thể “được làm nhỏ hơn” hay không, mà còn vào việc liệu tín hiệu có thể “chạy nhanh hơn” hay không.

Ở đây, “T”  hay tau, thường được sử dụng trong mạch điện để biểu thị hằng số thời gian. Một cách trực quan, nó phản ánh thang thời gian cần thiết để một tín hiệu thay đổi và để mạch hoàn thành phản hồi chính của nó. τ càng nhỏ, phản hồi của mạch càng nhanh, chuyển mạch logic càng nhanh và giảm độ trễ hệ thống càng thấp.

Nhìn chung, bạn không cần hiểu về Chip và công nghệ phức tạp tạo ra nó, mà hãy tưởng tưởng như thế này cho dễ hiểu.

Trước đây, sức mạnh của chip tăng lên chủ yếu bằng cách thu nhỏ kích thước. Nhưng Huawei đã thiết lập một định luật mới là “TAU” tập trung vào việc giảm độ trễ tín hiệu và thời gian đi của tín hiệu từ điểm A đến điểm B.

Hãy tưởng tượng một con chip như một trung tâm phân loại bưu kiện. Định luật Moore giống như việc thêm nhiều ô phân loại vào một nhà kho. Càng nhiều ô phân loại, bưu kiện càng được xử lý nhanh hơn. Nhưng không gian nhà kho luôn có giới hạn, và việc nhồi nhét thêm nhiều bưu kiện ngày càng khó khăn.

Định luật TAU đặt lại câu hỏi: Chúng ta có thể giảm bớt đường vòng của bưu kiện không? Chúng ta có thể rút ngắn băng chuyền không? Chúng ta có thể giảm bớt hàng đợi và thời gian chờ đợi không?

Trong bối cảnh của chip, thời gian chờ đợi này liên quan đến khả năng phản hổi và truyền tải tín hiệu. Thời gian phản hồi càng nhỏ, thời gian chờ đợi càng ngắn và chip càng phản hồi nhanh hơn.

Việc gấp logic cũng truyền tải ý tưởng này. Hãy tưởng tượng một tờ giấy trải ra, nếu hai người đứng cách xa nhau, việc chuyền giấy sẽ chậm. Gấp giấy không làm cho nó nhỏ hơn, nhưng nó giúp hai người xích lại gần nhau hơn, khiến việc chuyền giấy nhanh hơn.

Trong lĩnh vực chip, điều này liên quan đến việc rút ngắn đường dẫn quan trọng và giảm thiểu sự lệch hướng tín hiệu. Vì vậy, khi xuất hiện Định luật Tau không có nghĩa là Định luật Moore vô dụng, mà là sự phát triển chip đã mở ra một con đường mới. cốt lõi của “Định luật Tao (τ)” không chỉ đơn giản là thay thế Định luật Moore, mà còn mở rộng quan điểm về sự tiến bộ của chip từ “thu nhỏ không gian” sang “thu ngắn khoảng cách thời gian”

Trước đây, cuộc cạnh tranh xoay quanh không gian: nó có thể nhỏ hơn bao nhiêu? Giờ đây, nó còn liên quan đến thời gian: thời gian chờ đợi có thể ngắn hơn bao nhiêu? Đối với người dùng, điều này cuối cùng có thể dẫn đến những trải nghiệm trực tiếp hơn: điện thoại nhanh hơn, sinh nhiệt ít hơn, thời lượng pin ổn định hơn, hệ thống ô tô mượt mà hơn và AI rẻ hơn. Hiểu được điều này, khi người khác nói về chip, đừng chỉ tập trung vào “nanomet”.

Liên quan: Cuộc đời và sự nghiệp của Nhậm Chính Phi (Ren Zhengfei)

Nhiều người cho rằng, T – hay tau, thường được sử dụng trong mạch điện để biểu thị hằng số thời gian. Một cách trực quan, nó phản ánh thang thời gian cần thiết để một tín hiệu thay đổi và để mạch hoàn thành phản hồi chính của nó. T càng nhỏ, phản hồi của mạch càng nhanh, chuyển mạch logic càng nhanh và độ trễ hệ thống càng thấp. Đó chính là lí do khiến Huawei gọi tên công nghệ mới do mình phát triển là Tau, tuy nhiên chưa có bình luận thực tế nào đến từ CEO Huawei – Nhậm Chính Phi

Tại sao Huawei lại đề xuất Định luật Tỷ lệ Tau vào thời điểm này?

Định luật Moore nhấn mạnh mật độ và hình học của transistor, trong khi phương pháp TAU nhấn mạnh hằng số thời gian, đường dẫn tín hiệu, tải kết nối, độ trễ và hiệu suất cấp hệ thống. Trong các tuyên bố công khai, một từ khóa quan trọng được Huawei tuyên bố đó là “gấp logic”.

Điều này có thể được hiểu là: bằng cách tổ chức lại cấu trúc mạch và logic, nén các đường dẫn tín hiệu quan trọng và giảm các đường truyền và tải không cần thiết, cùng một chức năng có thể được hoàn thành trong thời gian ngắn hơn. Nó không chỉ tập trung vào các transistor riêng lẻ mà còn vào việc tối ưu hóa hợp tác giữa các thiết bị, mạch, chip, kiến ​​trúc và hệ thống.

Vậy tại sao Huawei lại công bố và định nghĩa lại công nghệ sản xuất Chip trong thời điểm này?

1. Các công nghệ xử lý tiên tiến ngày càng trở nên khó khăn.

Từ 7nm, 5nm, 3nm đến các quy trình tiên tiến hơn, độ khó và chi phí tăng lên đáng kể. Việc chỉ đơn giản “làm cho các bóng bán dẫn nhỏ hơn” không còn dễ dàng như trước nữa.

2. Các nút thắt cổ chai của kỷ nguyên AI đã thay đổi.

Chip AI ngày nay không chỉ đơn thuần là “khả năng tính toán”, mà còn là: Tốc độ truyền dữ liệu nhanh đến mức nào? Hiệu quả của các kết nối nội bộ trong chip ra sao? Bộ nhớ, băng thông và độ trễ có cản trở chúng ta không? Nhiều chip có thể cộng tác hiệu quả không? Thường thì vấn đề không phải là thiếu sức mạnh tính toán, mà là sức mạnh tính toán chưa được tận dụng triệt để bởi rào cản công nghệ.

3. Huawei cần một con đường mới.

Với những hạn chế của công nghệ xử lý tiên tiến, Huawei không thể chỉ đơn giản đi theo con đường truyền thống. Do đó, họ phải tìm ra những đột phá trong thiết kế chip, gấp logic, hiệu quả kết nối và kiến ​​trúc hệ thống. Đây là ý nghĩa thực tiễn của Định luật Tao.

Định luật Tao không có nghĩa là Định luật Moore không quan trọng. Công nghệ xử lý tiên tiến vẫn quan trọng, và mật độ bóng bán dẫn vẫn quan trọng. Tuy nhiên, cuộc cạnh tranh chip trong tương lai có thể không chỉ đơn thuần là về việc công nghệ xử lý của ai tiên tiến hơn. Nó cũng sẽ xem xét: kiến ​​trúc của ai hiệu quả hơn, luồng dữ liệu của ai mượt mà hơn và khả năng cộng tác hệ thống của ai mạnh mẽ hơn.

Do đó, Định luật Tao giống như việc bổ sung một con đường mới cho kỷ nguyên hậu Định luật Moore: mở rộng từ “cạnh tranh về công nghệ xử lý” sang “cạnh tranh về hiệu quả hệ thống”.

Tác động của nó sẽ là gì khi đạo luật TAU ra đời.

Cạnh tranh trong ngành bán dẫn sẽ trở nên có hệ thống hơn. Cuộc cạnh tranh trong tương lai sẽ không chỉ xoay quanh 3nm, 2nm và 1.4nm, mà còn là một cuộc cạnh tranh toàn diện về kiến ​​trúc, đóng gói, kết nối, phần mềm và hiệu quả hệ thống.

Chip AI sẽ được hưởng lợi nhiều hơn từ kỷ nguyên AI, nơi luồng dữ liệu và sự hợp tác cụm là rất quan trọng. Giảm truyền dữ liệu và độ trễ hệ thống có thể cải thiện khả năng sử dụng sức mạnh tính toán tổng thể. Đối với Huawei, định luật TAU không chỉ là một lộ trình mà còn là một câu chuyện công nghiệp. Đối mặt với những hạn chế trong sản xuất tiên tiến, họ đang cố gắng tìm kiếm một bước đột phá thông qua đổi mới ở cấp độ hệ thống.