Apple đã ra mắt con chip Apple A14 Bionic trên chiếc iPad Air 2020, một điều khá lạ bởi trước giờ iPhone mới là chiếc máy đầu tiên được sử dụng thế hệ chip Apple mới.

 Nhưng do thời điểm iPhone 12 ra mắt phải dời sáng tháng 10 nên đành chịu thôi.

Nhưng không phải vì vậy mà con Apple A14 bớt hay bớt vui. Nó vẫn có nhiều cái hay ho mà Tim Millet, trưởng nhóm kiến trúc nền tảng của Apple, và Tom Boger, giám đốc marketing sản phẩm Mac + iPad, sẽ chia sẻ với chúng ta kĩ hơn trong bài này. Mời các bạn cùng xem.

Xây dựng một con quái vật

Nhìn ở mức tổng quan, A14 khá tương đồng với những chip Bionic mà Apple đang dùng. Nó là một SoC với 6 nhân CPU, bao gồm 2 nhân hiệu năng cao và 4 nhân tiết kiệm điện cho các tác vụ nhẹ. Cơ bản thì giống Apple A12 và A13. Số lượng nhân xử lý đồ họa (GPU) cũng chỉ dừng ở mức 4 nhân, không đổi so với đời trước. Nhưng đừng chỉ nhìn số mà phán. Apple A14 Bionic được thiết kế để sản xuất trên dây chuyền 5nm, vậy nên có rất nhiều thứ thay đổi diễn ra trên con chip này so với mọi đồi trước.

Trước khi đi tiếp, bạn cần biết rằng Apple A14 là con chip 5nm đầu tiên được dùng trên thiết bị di động (và cả máy tính nữa). Tuy nhiên các đối thủ đang chạy theo sát phía sau: Snapdragon 875 ra mắt vào tháng 12 sẽ dùng dây chuyền 5nm, Samsung cũng sắp giới thiệu Exynos 1080 5nm. Tất cả mọi hãng đều đang cố gắng tận dụng dây chuyền 5nm để sản xuất ra những con chip có nhiều bóng bán dẫn hơn, tức là sức mạnh xử lý tăng lên, trong khi giảm được lượng điện tiêu thụ của chip. 5nm không phải là kích thước bóng bán dẫn, nó chỉ là tên gọi cho thế hệ chip. Đừng để bị lừa bởi việc này nhé.

Việc Apple chuyển sang dùng dây chuyền 5nm đã giúp họ tăng số lượng bóng bán dẫn từ 8,5 tỉ bóng của con chip A13 năm ngoái lên thành 11,8 tỉ bóng trên con A14. Ngoài chuyện giúp A14 mạnh hơn về cả mặt CPU lẫn GPU, nó còn giúp Apple cải thiện trải nghiệm tổng quan của cả một thiết bị bằng cách dành nhiều bóng bán dẫn hơn cho các linh kiện khác. Một con chip không chỉ có CPU và GPU, nó còn có nhiều thứ khác cần xử lý nữa, và thường chúng bị bỏ quên trong khi vai trò của chúng với trải nghiệm người dùng cũng không hề nhỏ.

Trong thế giới smartphone hiện nay, chỉ một vài hãng có khả năng tự thiết kế SoC cho điện thoại của mình: Apple, Samsung, Huawei. Trong đó, Apple và Samsung là hai ông duy nhất tự tạo ra nhân xử lý riêng chứ không mua thiết kế CPU có sẵn. Đây là lợi thế cực lớn của những hãng này vì họ có thể can thiệp tới tận tầng vi xử lý để tạo ra những chức năng mà không ai khác có được. Apple còn kiểm soát cả hệ điều hành và phần cứng nên họ có thể đầu tư thêm vào một số nhân xử lý phụ trên SoC trước khi các hãng khác kịp làm điều này.

Ví dụ dễ thấy nhất là Neural Engine, vi xử lý dành riêng cho việc tăng tốc xử lý tác vụ liên quan đến trí tuệ nhân tạo, chẳng hạn như nhận diện gương mặt, phân tích giọng nói, chạy các thuật toán gợi ý… Neural Engine lần đầu xuất hiện trên chip Apple A11. Apple là một trong những hãng đầu tiên đưa Neural Engine lên chip, Huawei cũng có con chip Kirin 970 ra mắt 1 tuần trước Apple. Samsung và Qualcomm thì theo sau.



Không ngạc nhiên khi con Neural Engine (NE) năm nay là một bước tiến lớn so với những gì chúng ta thấy vào năm 2017. Con NE trên chip Apple A11 có thể xử lý được 600 tỉ phép tính mỗi giây, trên A13 là 6 nghìn tỉ phép tí mỗi giây. Còn năm nay, Apple A14 có thể thực hiện 11 nghìn tỉ phép tính mỗi giây.

Việc tăng trưởng vượt bật này có được là nhờ một sự thay đổi lớn trong thiết kế: Neural Engine của Apple A14 giờ có 16 nhân, so với chỉ 8 của Apple A13. Việc tăng gấp đôi số lượng nhân cũng hợp lý vì ngày càng nhiều chức năng của iPhone cũng như app bên thứ ba cần dùng đến AI để hoạt động.

Có thể đọc tới đây bạn sẽ hỏi vì sao không dành đống bóng bán dẫn đó dồn cho CPU và GPU có phải hay hơn không? Vì sao lại phải cần một bộ xử lý riêng cho AI làm gì?

Câu trả lời có 2 phần.

Thứ nhất, Apple thấy được lợi ích của việc tăng cường sức mạnh khi xử lý bằng cách mạng nơ-ron nhân tạo (neural network). Lợi ích này không chỉ dành cho trải nghiệm phần mềm của chính iOS hay Apple, nó còn giúp các nhà phát triển app làm được những thứ trước đây không thể làm trên thiết bị di động. PixelImator Pro, một app chỉnh sửa ảnh phổ biến, sử dụng Neural Engine để làm những thứ như khiến cho ảnh độ phân giải thấp nhìn vẫn rõ ràng. Trong khi đó, djay Pro AI app dùng Neural Engine để tách tiếng ra khỏi âm thanh của các nhạc cụ trong một bài hát.

Millet nói: “Chúng tôi thấy được cơ hội làm những thứ mà tập lệnh của CPU bình thường không thể làm được. Theo lý thuyết, bạn có thể dùng GPU để làm được nhiều thứ mà Neural Engine có thể làm, nhưng trên thực tế điều này cũng rất khó khăn vì phải lo về vấn đề nhiệt độ trong một chiếc máy rất mỏng, khó tản nhiệt".

Điều này dẫn tới lý do thứ hai, đó là Apple chọn dùng Neural Engine để cân bằng giữa sức mạnh và pin. Nếu làm cho con chip chạy rất mạnh nhưng chỉ chút xíu là hết pin thì cũng không còn ý nghĩa gì.

“Chúng tôi cố gắng tập trung vào việc sử dụng điện một cách hiệu quả, bởi đó là cái chúng tôi nghĩ tới cho mọi sản phẩm của mình”. Millet kể lại. Bằng cách đảm bảo rằng họ dành đủ sự quan tâm đến thiết kế chip, Apple sẽ không gặp những tình huống mà mức độ tiêu thụ pin trên điện iPhone tốt nhưng trên iPad lại tệ, bởi mọi thứ đã được giải quyết từ tầng chip. Chắc chắn nó sẽ hiệu quả trên cả hai máy.

Tác động thực tế

Apple A14 mạnh hơn so với các thế hệ trước, đương nhiên. Nhưng chính xác là con chip này mạnh tới cỡ nào?

Apple vẫn chưa đưa ra các con số cụ thể, họ chỉ nói chung là hiệu năng CPU tăng 40% so với đời trước, hiệu năng đồ họa của GPU thì tăng 30%. Đó là trên iPad Air. Nhưng đây chỉ là con số benchmark thôi, những gì bạn có thể thấy được thường sẽ ít hơn.

Millet chia sẻ: “Chúng tôi hiểu rằng hiệu năng khi chạy đơn luồng (single-thread ) là rất quan trọng với rất nhiều ứng dụng. Thế nên khi chúng tôi nói về những con số cải tiến, chúng tôi cũng nói về hiệu năng đơn luồng nữa (chứ không chỉ tăng hiệu năng vì tăng số nhân xử lý - đa luồng).”

Ủa nhưng nếu như vậy thì iPad Air 2020 với chip Apple A14 mạnh hơn so với iPad Pro 2020 hả? iPad Pro 2020 vẫn còn đang chạy một biến thể đặc biệt của con chip Apple A12 ra mắt hai năm trước.

Không phải thế, iPad Pro vẫn có lợi thế hơn. Con chip Apple A12Z trên iPad Pro 2020 có tới 8 nhân CPU và 8 nhân GPU, nhiều hơn so với A14. Đặc biệt sự khác biệt về nhân GPU đem lại sức mạnh xử lý đồ họa cần thiết để vận hành màn hình độ phân giải cao của nó cũng như chạy các app nặng về đồ họa, game, những thứ mà người dùng iPad Pro sẽ dùng nhiều.

Nhưng tất nhiên Apple A14 cũng có “đồ chơi” riêng, vì các nhân CPU của nó là thế hệ mới nên có một vài thứ nó sẽ hơn so với Apple A12Z.

Hướng đến tương lai

Apple A14 sẽ dùng cho iPad Air và cả iPhone 12, ngoài ra nó cũng sẽ xuất hiện trên những dòng sản phẩm khác của Apple trong tương lai. Có thể năm sau A14 sẽ được trang bị cho những chiếc iPad giá rẻ của mình, giống như những gì Apple từng làm truớc đây (dòng iPad giá rẻ không dùng chip Apple AX như iPad Pro).

Mà thật ra bạn không cần quan tâm tới con chip nằm bên trong làm gì. Đó không phải là cách mà bạn sẽ mua và xài đồ iDevices.

“Chúng tôi dành nhiều thời gian để làm việc với team sản phẩm và team phần mềm, và nhóm kiến trúc thật sự nằm ở trung tâm”. Nhóm của Millet làm nhiệm vụ đảm bảo rằng khi Apple lựa nhiều linh kiện khác nhau ghép lại, từ CPU, GPU, đến camera, màn hình, cảm biến thì tất cả chúng đều hoạt động được cùng nhau. Thế nên một trong những ưu tiên hàng đầu đó là đảm bảo những thứ dùng được cho iPhone thì cũng dùng được cho iPad, như vậy mới đảm bảo trải nghiệm tốt xuyên suốt dù bạn đang dùng bất kì thiết bị nào. Nó phải “scalable” cho nhiều nhu cầu khác nhau, có như vậy thì người dùng mới tự tin dùng sản phẩm Apple.



Và chúng ta sẽ không ngạc nhiên khi thấy một con chip Apple A14X xuất hiện trên một chiếc MacBook nào đó, nhất là khi Apple đã thông báo họ sẽ dần dịch chuyển sang dùng kiến trúc chip ARM cho MacBook trong vòng 2 năm tới.

Millet tất nhiên không nói gì, ông chỉ nói “đôi khi sự giới hạn của một nền tảng chính là động lực để sự sáng tạo được sinh ra”.

Nguồn: Engadget