Chip di động 2013 - Có gì mới

Tác giả: Thanh Nam

07/09/2013 09:05 (GMT + 7)

Việc của những nhà sản xuất là làm ra những sản phẩm tốt hơn, và tốt hơn trong lĩnh vực sản xuất SoC nghĩa là: nhanh hơn, mạnh hơn, tốn ít điện hơn, và mát hơn.

Còn việc của người dùng: đơn giản thôi, là lựa chọn sản phẩm tốt nhất, phù hợp nhất với mình trong số những cái tốt nhất mà các nhà sản xuất làm ra. Để lựa chọn thì phải có thông tin, và bài viết này (tiếp theo bài viết số trước về các dòng chip của 2012) sẽ cho bạn thông tin để một phần nào đó giúp bạn lựa chọn được chiếc điện thoại hợp lý với nhu cầu của bản thân.

Samsung Exynos 5 (big.LITTLE)

Exynos 5 là dòng chip mới nhất của Samsung

Exynos 5 Octa-Core có thể gọi là một “quả bom tấn” nếu xét về khía cạnh quảng cáo. Thực sự người viết bài cũng khá sốc khi mà Samsung quyết định “chơi nổi” khi tung ra một con chip có tới 8 nhân, một điều mà chắc chắn sẽ “thổi bay” mọi nỗ lực kéo dài thời lượng pin, điểm yếu chí tử trong bất kỳ hệ thống di động nào muốn đạt hiệu năng cao.

Đúng như hình ảnh này, Octa-Core mang ý nghĩa marketing nhiều hơn

Chỉ đến khi hiểu rõ vấn đề, tác giả mới hiểu rằng cái gọi là “8 nhân” chỉ có thể gọi chính xác là “lõi 4 kép” thì còn chấp nhận được (thực ra thì nó cũng chưa phải cách gọi chính xác). Kiến trúc của con chip này là bao gồm 2 khối: 1 khối gồm 4 nhân Cortex A7 tiết kiệm năng lượng, và 1 khối khác bao gồm 4 nhân Cortex A15 đầy sức mạnh. Trong 1 lúc sẽ chỉ có 1 khối được kích hoạt, tùy thuộc vào tải của hệ thống: khối 1 cho những ứng dụng nhẹ nhàng và khối 2 dành cho những ứng dụng yêu cầu năng lực xử lý cao. Tất nhiên, cũng theo tải hệ thống mà từng khối này cũng có thể bật toàn bộ hay 1 vài nhân. Kiến trúc này khá giống với cách mà Nvidia đã làm với Tegra 3, chỉ có điều là ở cấp độ cao hơn và độ phức tạp cũng tăng hơn nhiều. Bằng cách ấy, hiệu năng đỉnh đạt được của chiếc máy vẫn đảm bảo cao hơn nhiều so với thế hệ Exynos 4, trong khi khả năng tiết kiệm năng lượng thì rất đáng nể.

Kiến trúc thực sự của Octa-Core là đây

Exynos cũng sẽ có các phiên bản 2 nhân hay 4 nhân dành cho những thiết bị cấp thấp hơn, tuy nhiên kiến trúc đặc biệt mang biệt danh big.LITTLE như ở trên chỉ xuất hiện trong phiên bản 8 nhân cao cấp nhất, để phân biệt các dòng sản phẩm của Samsung.

Những phiên bản cấp thấp sẽ được trang bị con chip đồ họa “cây nhà lá vườn” của ARM: Mali T604. Hiệu năng của con chip này cao hơn rõ rệt so với những con chip Mali 400 của thế hệ Exynos 4, trong khi vẫn đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng vì chỉ có từ 1 đến 4 nhân.

Những con chip Exynos 5 mạnh mẽ nhất (8 nhân) sẽ được trang bị con chip đồ họa PowerVR SGX544MP3 (3 nhân), với năng lực gần bằng (thực tế là xét về năng lực xử lý “thô” thì kém khoảng 20%) con chip sử dụng trên chiếc iPad4, vẫn đang được coi là thiết bị di động có năng lực đồ họa mạnh mẽ nhất hiện nay.

Kiến trúc big.LITTLE, nếu bỏ qua việc người ta sẽ nhìn nhận nó kém “lung linh” hơn khi nhìn ra “mánh” tiếp thị của nhà sản xuất, thì vẫn là một thiết kế thú vị nhất trong số những SoC thế hệ mới. Ngoài việc năng lực xử lý đã được kiểm định trong một vài bài test benchmark, thì việc hướng đến khả năng tiết kiệm năng lượng tối đa là một cách nhìn rất “nhân văn” của nhà sản xuất. Khách hàng sẽ nhận được những sản phẩm vừa mạnh mẽ, nhưng cũng không kém phần thân thiện với môi trường.

Thật thú vị khi nghĩ đến thế hệ nhân tiếp theo (A53 hay A57) của ARM được ứng dụng công nghệ này thì sẽ tạo ra những con chip tốt đến như thế nào. Có lẽ xu hướng thiết kế này của Samsung sẽ được nhiều nhà sản xuất học tập trong tương lai không xa.

Ngoài khả năng tiết kiệm năng lượng, Exynos 5 còn được trang bị một “vũ khí” khác, một “vũ khí” mà họ còn thiếu khiến Exynos 4 thất bại trước những con chip của Qualcomm: khả năng hỗ trợ 4G LTE đầy đủ. Đây là một tin vui, nhưng cũng đồng thời là một tin buồn.

Tin vui là Samsung giờ đây không còn phải cậy nhờ vào Qualcomm nếu muốn bán sản phẩm ở các thị trường có hỗ trợ 4G (như Mỹ chẳng hạn) vì con chip của họ đã hỗ trợ rất tốt kết nối này. Tin buồn là … họ vẫn phải làm vậy! Việc tích hợp module điều khiển 4G khiến cho quá trình sản xuất khó khăn hơn rất nhiều, và minh chứng là việc Samsung không thể cung cấp đủ lượng chip cho ngay cả những sản phẩm đầu bảng của mình, như chiếc Samsung Galaxy S4 vừa ra mắt chẳng hạn. Nó cũng phải sử dụng con chip Snapdragon 600 về cơ bản là không khác nhiều S4 Pro đã gần 1 năm tuổi, đơn giản vì Exynos 5 Octa-Core chưa kịp sản xuất ở quy mô đủ lớn.

Hiện tại là vậy, tuy nhiên, trong tương lai, với sự mở rộng sản xuất đang diễn ra rất nhanh của Samsung, chúng ta tin rằng triết lý thiết kế sản phẩm nhân văn của họ sẽ đến được với mọi người tiêu dùng.

Nvidia Tegra 4

Tegra 4 - Thành viên mới và mạnh mẽ nhất trong gia đình Tegra

Nvidia có vẻ như không thay đổi nhiều về mặt kiến trúc so với Tegra 3 khi thiết kế Tegra 4. Họ vẫn giữ nguyên 4 nhân hiệu năng cao cùng một nhân tiết kiệm năng lượng. Điểm khác biệt có lẽ là việc họ thay 4 nhân A9 bằng 4 nhân A15 với năng lực cao hơn nhiều, lên đến 40% nếu như xét đến các kết quả benchmark như những tiêu chí duy nhất. Điều này sẽ giúp Tegra 4 có sức mạnh ngang ngửa với những con chip mạnh nhất của Qualcomm hiện tại.

Về lĩnh vực đồ họa, dù đã biết sức mạnh của Nvidia như thế nào trên lãnh địa PC, nhưng người viết vẫn cảm thấy hơi ngỡ ngàng khi đọc những bài test và những trang đặc tả kiến trúc của GPU mới trên Tegra 4. So với Tegra 3, Tegra 4 có nhân Geforce ULP với … 72 nhân, và mạnh mẽ hơn khoảng 6 lần. Cho tới thời điểm hiện tại, khi mà Snapdragon 800 chưa thực sự ra mắt, thì tegra 4 là con chip đồ họa mạnh mẽ nhất thế giới (hơn cả chip đồ họa của iPad4).

Kiến trúc của Tegra 4 không khác nhiều Tegra 3, nhưng có sự cải thiện rõ rệt về hiệu năng

Vấn đề là ở chỗ, không những về mặt năng lực xử lý, mà cả về những công nghệ hỗ trợ, Nvidia cũng rất vượt trội các đối thủ cạnh tranh của mình (thực tế đây chính là điểm lợi của Nvidia, vì họ vốn đã có kinh nghiệm trang bị các công nghệ này lên các thế hệ card đồ họa trên PC của mình từ lâu). Tegra 4 sẽ hỗ trợ các tập lệnh API mới nhất như OpenGL ES 3.0 hay DirectX® 11, những điều đảm bảo về một chất lượng đồ họa không thua kém nhiều những card đồ họa mạnh trên PC khoảng

Tóm lại, Tegra 4 là một bước tiến rất dài về hiệu năng của Nvidia so với thế hệ trước đó. Tuy nhiên, thật khó nói là nó có thể cạnh tranh với Qualcomm Snapdragon 800 (về hiệu năng) hay Exynos 5 (về khả năng sử dụng năng lượng hiệu quả) được hay không.

Nvidia Tegra 4i

Tegra 4i - "Kép phụ" của Tegra 4

Tegra 4i giống như là một giải pháp lấp đầy phân khúc thị trường, một phép thử của Nvidia, không hơn! Đó chính là lý do tôi sẽ không nhắc nhiều đến nó trong bài viết này.

Nó thực chất là phiên bản “rename” (đổi tên – một việc mà Nvidia cũng đã … rất quen với các dòng card đồ họa của mình). Nó vẫn gồm 4 nhân Cortex A9, nhưng mỗi bộ xử lý có thêm một ít bộ nhớ đệm và được nâng xung lên mức 2.3GHz. Ngoài ra thì GPU của nó cũng được “nâng cấp” đôi chút với 60 nhân xử lý, và cho khả năng xử lý game tốt hơn chút đỉnh so với Tegra 3.

Cấu trúc của Tegra 4i không có nhiều điểm nổi bật

Điểm mới nhất là Tegra 4i được trang bị một module hỗ trợ LTE. Có thể nói đây là điểm sáng duy nhất của dòng chip này, và bản thân người viết nghĩ chữ số “4” ở đây là 4G nhiều hơn là Tegra 4. Có lẽ chưa tối ưu được kiến trúc nên module này còn tốn quá nhiều điện năng, và Nvidia chưa dám đưa nó vào Tegra 4, mà phải làm một “bản nháp” là Tegra 4i. Nó sẽ là một cú hích vào thị trường những thiết bị trung cấp, một nước đi nhằm đa dạng hóa phân khúc thị trường, điều mà Nvidia chưa làm được ở các thế hệ chip trước đây.

Tóm lại, Tegra 4i là một kiến trúc không tồi, nhưng với việc được sinh ra không phải để làm kẻ dẫn đầu, nó sẽ không nhận được sự chú ý như người anh Tegra 4 của mình.

Qualcomm Snapdragon 200/400-600/800

Hình ảnh này đã trở thành tâm điểm chú ý của làng chip di động suốt thời gian qua

Những siêu phẩm HTC One hay Samsung Galaxy S4 đều sử dụng Snapdragon 600, đó là một lời khẳng định chắc chắn rằng các đối thủ của Qualcomm sẽ cần phải cố gắng rất nhiều mới đuổi kịp được (ít nhất là về mặt doanh số cái đã) dòng chip Snapdragon mới này của họ.

Hai trong số những siêu phẩm sử dụng con chip Snapdragon 600

Về cơ bản, Snapdragon 600 không có quá nhiều khác biệt so với những con chip S4 Pro “làm mưa làm gió” trên thị trường cao cấp năm vừa qua. Cũng là 4 nhân với kiến trúc Krait, và cũng là GPU Adreno 320, tuy nhiên chúng đều được tinh chỉnh để đạt được mức xung nhịp cao hơn, một điều mà trong thời điểm hiện tại là cách nhanh nhất để đạt được hiệu năng cao trên các dòng chip di động. Nhờ thế, với xung nhịp lên đến 1.9Ghz năng lực xử lý của Snapdragon 600 cao hơn khoảng 20 đến 40% so với con chip S4 Pro cũ. Với năng lực này, Snapdragon 600 sẵn sàng làm đối thủ cạnh tranh trực tiếp của Tegra 4 hay Exynos 5, và càng chứng minh sự “bá đạo” của Qualcomm khi mà một sản phẩm chưa phải mạnh nhất của họ có thể hiên ngang đối đầu với những đối thủ cứng cựa nhất từ các đối thủ.

Snapdragon 600 không có nhiều sự thay đổi, nhưng cũng đủ để cạnh tranh với các đối thủ ở phân khúc cao cấp nhất

Snapdragon 800 thì là một đối thủ "ngoại hạng"

Trong khi ấy, Snapdragon 800 lại là một bước tiến khác, và nó sẽ là một đối thủ “ngoại hạng” khi được ra mắt, tiếp nối truyền thống trở thành kẻ dẫn đầu của S4 Pro trong phân khúc cao cấp nhất. Nó được trang bị 4 nhân Krait 400 (cũng có tin đồn là Qualcomm có thể sử dụng 8 nhân, nhưng điều đó không có cơ sở chắc chắn) và chạy ở mức xung lên đến 2.3GHz. GPU cũng được nâng cấp lên Adreno 330 với năng lực tăng ít nhất 50% so với Adreno 320. Nghĩa là nó sẽ nhanh hơn, và nhanh hơn đáng kể, so với những Tegra 4 hay Exynos 5. Chưa hết, học theo Nvidia, Qualcomm cũng trang bị đầy đủ những hàm API và những công nghệ hình ảnh mới nhất lên con chip của mình, điều chắc chắn sẽ không bị bỏ ngoài tai khi họ mang chúng đến tay những người dùng nghiền game.

Một vài kết quả benchmark cụ thể (chứ không còn là những lời đồn đoán nữa) đã chứng tỏ rằng Snapdragon 800 dễ dàng vượt qua các đối thủ của mình, tuy nhiên với việc Qualcomm dường như đang muốn thu lợi nhuận tối đa từ những dòng chip thấp hơn, chúng ta vẫn chưa biết được nhiều về ké hoạch ra mắt cũng như những thiết bj có khả năng chạy con chip này.

Rõ ràng Snapdragon 800 sẽ là con chip đáng được chờ đợi nhất trong dịp giữa năm này, thời điểm mà Qualcomm thường xuyên có kế hoạch ra mắt những sản phẩm mới nhất.

Để lấp đầy những phân khúc thị trường, Qualcomm cũng giới thiệu những con chip Snapdragon 200 và 400, những con chip dành cho thị trường phổ thông đầu tiên có 4 nhân xử lý. Quả là một bước đi táo bạo để “bình dân hóa” lõi tứ cho các thiết bị di động. Tuy nhiên, như với trường hợp Tegra 4i, với việc không phải sinh ra làm kẻ dẫn đầu, chúng ta vẫn còn rất ít thông tin về 2 dòng chip này.

Những đối thủ khác

Texas Instruments và ST-Ericsson cũng có những kế hoạch cho riêng mình. Những con chip thuộc dòng OMAP 5 dự kiến sẽ được ra mắt vào quý 2 năm nay, và dường như sẽ là một phiên bản sử dụng kiến trúc big.LITTLE trên Exynos 5, nhưng ở mức thấp hơn: 2 nhân hiệu năng cao Cortex A15 kết hợp với 2 nhân Cortex M4 tiết kiệm năng lượng. Dù sao thì chắc chắn 2 nhân A15 cũng đảm bảo rằng hiệu năng của chúng sẽ vượt trội các thế hệ chip trước đây của TI.

OMAP 5 hứa hẹn là một dòng chip tầm trung đáng chú ý

OMAP 5 cũng sẽ trang bị một GPU yếu hơn trên Exynos 5, với chỉ 2 nhân PowerVR SGX544, so với GPU tương tự nhưng có 3 nhân trên Exynos 5. Tất cả những điều này sẽ điền tên OMAP 5 vào hàng ngũ dòng chip tầm trung đáng được xem xét, tuy nhiên nó sẽ không khiến những đối thủ sừng sỏ của mình quá sợ hãi, vì phân khúc cao cấp với TI giờ đây quá xa vời.

Kiến trúc của OMAP 5 lấy cảm hứng từ bug.LITTLE

Tình hình với ST-Ericsson thậm chí còn tồi tệ hơn, với những vấn đề về tài chính đã khiến họ phải tái cấu trúc trong thời gian vừa qua. Không còn đủ năng lực để phát triển dòng chip hoàn toàn mới, họ buộc phải “xào lại” kiến trúc A9 và cho ra đời một con chip với 4 nhân A9 chạy ở tốc độ kinh hoàng: 3GHz. Tuy nhiên, nó lại chỉ được trang bị năng lực đồ họa “nghèo nàn” với PowerVR SGX 544 chỉ 1 nhân xử lý, điều sẽ khiến những tín đồ ham mê game không khỏi thất vong.

Novathor có lẽ là con chip ít được chờ đợi nhất trong cuộc chiến SoC trong năm 2013

Tất nhiên gia tăng xung nhịp là một cách làm hiệu quả để tăng hiệu năng, nhưng không phải ngẫu nhiên mà người ta phải xây dựng những kiến trúc mới: tăng xung nhịp cũng tăng năng lượng tiêu thụ, và tăng nhiệt lượng tỏa ra nốt. Với những lý do đó, người viết tin rằng ST-Ericsson sẽ rất khó khăn để cạnh tranh trên thị trường SoC khốc liệt này.

Lời kết

Có rất nhiều thứ cần nhớ trong bài viết này, nhưng chúng ta chỉ cần hiểu vài điều như sau:

- Thị trường SoC di động ngày càng khốc liệt

- Xu hướng chung là tạo ra những con chip hiệu năng cao và đặc biệt phải tiết kiệm năng lượng, mà tiêu biểu là kiến trúc big.LITTLE mới nhất của Arm

- Các nhà sản xuất đang muốn tích hợp những công nghệ xử lý đồ họa mới nhất vào con chip của mình.

- Snapdragon đã mạnh và ngày càng mạnh hơn nữa.

Năm 2013 sẽ là một năm chứng kiến sự cạnh tranh thú vị của những ông lớn trên thị trường chip di động. Cho đến thời điểm hiện tại, dường như Qualcomm là kẻ có ưu thế nhất trong cuộc chiến này, với vinh quang của những con chip Snapdragon cả mới và cũ. Thế nhưng, kiến trúc big.LITTLE mới là một cuộc cách mạng về “nhân văn” trong lĩnh vực thiết kế chip. Hãy để thời gian trả lời xem đâu mới là ông vua thực sự của làng chip di động 2013.

Link gốc