Những chiếc máy tính nóng rẫy, quá tải khiến cả hai hãng Intel và AMD lao vào tập trung nghiên cứu để tìm ra những giải pháp mới như lõi kép, điện toán 64 bit, cho phép cải tiến khả năng vận hành của hệ thống.

Định luật Moore - với nội dung cho rằng cứ sau 12 đến 18 tháng, số transistor trên bộ xử lý sẽ nhân đôi, được Gordon Moore, nhà đồng sáng lập Intel, tuyên bố năm 1965 - đã đi đến giới hạn. Nói một cách hài hước, định luật này đã bị sức nóng máy tính "luộc chín".

Sự thực vẫn thế, những điều tốt đẹp nhất rồi cũng sẽ đi đến hồi cuối. 3 năm trước, Intel ra mắt phiên bản của bộ xử lý Pentium IV hoạt động với tốc độ 10 GHz, nhưng cấu trúc được xây dựng trước nó chỉ có thể đạt tới 4 GHz. Vấn đề đã xảy khi nhiệt độ, tốc độ xung đồng hồ tăng nhanh, biến các đơn vị xử lý trung tâm thành những "lò luyện kim" ảo. Các nhà sản xuất đã rất nỗ lực trong việc chế tạo quạt làm mát, đẩy khí nóng ra khỏi hệ thống. Một số hãng công nghệ cao cũng đã có bước tiến xa khi giới thiệu PC vận dụng kỹ thuật làm lạnh bằng nước. Tuy nhiên, CPU vẫn hoạt động quá tải và tiếp tục đẩy nhanh tốc độ đồng hồ.

Những trở ngại về nhiệt độ đã thôi thúc các nhà nghiên cứu tìm ra hướng đi mới. Những chương trình hiện tại, tuy không giảm tốc độ đồng hồ, nhưng có thể cho phép máy tính vận hành trơn tru hơn.

Công nghệ lõi kép

Chỉ mới vài tuần trước đây, Intel và AMD cùng giới thiệu thiết bị xử lý (CPU) lõi kép mang tính cách mạng, tăng khả năng hoạt động hệ thống. Với hai CPU cùng tích hợp trong một chip đơn, mọi máy tính để bàn, thậm chí laptop, có thể thực hiện nhiều thao tác mà không gặp vấp váp gì. Một CPU có thể hoàn thành lệnh nén video trong khi thiết bị xử ký kia hoạt động với ứng dụng e-mail hay chương trình bảng tính. Phần mềm được thiết kế thông minh để có khả năng tách ra thành nhiều phần - hay còn gọi là luồng (thread) - cho phép cả hai CPU hoạt động trên cùng một ứng dụng đơn.

Để giải quyết sự phiền toái về nhiệt độ, AMD và Intel đang giới thiệu những CPU lõi kép chạy chậm hơn so với thiết bị xử lý lõi đơn. Trong khi Pentium IV đơn lõi hoạt động với tốc độ 3,8 GHz thì tốc độ cao nhất của Pentium D và Pentium Extreme Edition chỉ là 3,2 GHz. Hai lõi hoạt động chậm sẽ giảm nhiệt độ nhưng vẫn tăng tốc độ thực thi toàn diện.

Điện toán 64 bit

Máy tính để bàn và laptop đang dần được tích hợp với những CPU phù hợp với phần mềm xử lý 64 bit. Cùng với công nghệ lõi kép, cấu trúc 64 bit cho phép điều khiển lưu lượng dữ liệu lớn và những mệnh lệnh phức tạp. Chris Connolly, chuyên gia quản lý hoạt động web của hãng sản xuất Game PC, cho biết giá trị của thiết bị xử lý 64 bit sẽ chỉ được phát huy sức mạnh trong 2-3 năm tới: "Mặc dù công nghệ 64 bit có thể được khai khác ngay từ bây giời thông qua Linux và Windows XP 64 Edition, cấu trúc này hiện vẫn chưa thực sự hữu ích trong môi trường desktop".

Ứng dụng đầu tiên là hệ thống chơi game tốc độ cao. Athlon 64 FX của AMD được coi là "quái vật đơn lõi tốc độ cao". Nó không thể thực hiện đa thao tác như CPU lõi kép mới, nhưng vẫn là ông vua trong thế giới game. Connolly khẳng định: "Bộ xử lý cao cấp Pentium IV của Intel sẽ lấn sân của FX-55 trên một vài khu vực, nhưng rốt cuộc thì FX-55 sẽ vẫn chiếm lĩnh đa phần chiếc bánh game".

Nhưng Intel cũng đã giành lại được niềm tin khi ra mắt Pentium Extreme Edition 840, được đánh giá như là "ngôi nhà quyền lực trong thế giới game", với tốc độ đồng hồ 3,2 GHz, bộ nhớ đệm mức 2 (cache L2) 1 MB trên mỗi lõi. Khi các nhà phát triển game bắt đầu chuyển phần mềm sang công nghệ đa phân luồng, Extreme Edition - được coi là sự thay thế giá rẻ - sẽ chiếm lĩnh ưu thế.

Ứng dụng 64 bit tiếp theo có thể thấy rõ là trong các thiết bị nghe nhìn. Hoạt động với tốc độ 2,4 GHz và cache 1 MB mỗi lõi, Athlon 64 X2 CPU của AMD mang lại tốc độ thực hiện nhanh đến chóng mặt cho công việc đòi hỏi chuyên sâu như nén video, chỉnh sửa ảnh và những thao tác phức tạp. Trong khi đó, một lần nữa, Pentium Extreme Edition 840 công nghệ siêu phân luồng của Intel cung cấp khả năng biến lõi kép thành thiết bị 4 lõi ảo, đem đến hiệu quả cao trong môi trường nghe nhìn luôn đòi hỏi hiển thị nhiều thread và đa ứng dụng.

Ngoài ra, AMD đã thực hiện một chiến dịch quy mô lớn vào thế giới di động khi giới thiệu phiên bản xử lý Athlon 64 và Sempron tối ưu hóa cho thiết bị cầm tay. Intel cũng tiếp tục tăng sức mạnh cho cấu trúc Centrino vốn đã rất thành công trong lĩnh vực này. Connolly đánh giá Pentium M 770 của Intel là "chip cho thiết bị di động tốt nhất trên thị trường hiện nay với khả năng thực thi tuyệt vời, bộ tính năng hoàn hảo và tuổi thọ pin không hãng nào địch nổi".