Hướng đi mới trong công nghệ phát triển chip xử lý của iPhone 5s và Moto X

Trong thời gian qua, các nhà sản xuất chip thường lựa chọn giải pháp tích hợp nhiều bộ điều khiển đồng thời trên một con chip mà chúng ta hay biết đến với tên gọi SoC (hệ thống trên cùng một con chip, điển hình là các vi xử lý của Qualcomm). Nhờ đó, các hãng sản xuất di động có thể tiết kiệm được nhiều không gian trong thiết bị của mình và tăng hiệu năng đáng kể khi chúng phối hợp đồng thời xử lý đa tác vụ.

Tuy nhiên, hiện nay xu hướng này đã bộc lộ vài hạn chế. Đó là lý do tại sao một số mẫu điện thoại cao cấp gần đây đang cố gắng sử dụng những mẫu chip tùy biến đặc biệt. Chẳng hạn như chip Apple A7 của iPhone 5s hoặc Motorola X8 trang bị trên Moto X. Các vi xử lý của 2 smartphone trên đều được trang bị thêm một hoặc hai vi xử lý phụ cùng với bộ xử lý chính. Chúng có kích thước nhỏ, tiêu tốn ít năng lượng, được thiết kế chuyên dụng để hỗ trợ một tính năng rất cụ thể nào đó. Câu hỏi được đặt ra là tại sao Apple và Motorola lại không xây dựng những tính năng này trực tiếp vào SoC chính? Sau đây, chúng ta sẽ xem xét iPhone 5S và Moto X để lý giải cho điều này.

Tiết kiệm điện năng

Trước tiên, M7 là "bộ đồng xử lý chuyển động" (motion coprocessor) được Apple thiết kế hoạt động cùng với chip A7. Đây là sản phẩm hợp tác của Táo khuyết và công ty chuyên sản xuất dụng cụ thể thao Nike. Con chip này có tác dụng thu thập dữ liệu chuyển động từ la bàn, gia tốc kế, con quay hồi chuyển để tính toán các yếu tố liên quan đến sức khỏe của người dùng như lượng calo tiêu thụ, quãng đường đi bộ... Trong khi đó, chip "Motorola X8 Mobile Computing System” sẽ bao gồm 8 nhân xử lý, với hai lõi CPU xử lí trung tâm, bốn nhân đồ họa, một nhân tính toán cho từng tình huống ngữ cảnh khác nhau và một nhân chuyên "xử lí ngôn ngữ tự nhiên".

Nhìn chung cả M7 trên iPhone 5S và 2 vi xử lý phụ của Moto X đều có cùng những lợi thể chung: chúng được thiết kế để làm việc ngay cả khi điện thoại không hoạt động, hoặc ở chế độ chờ. M7 nhận và xử lý dữ liệu từ các cảm biến chuyển động của iPhone, kể cả trong trường hợp người dùng tắt máy và để trong túi. Còn bộ đôi vi xử lý phụ của Moto X được thiết kế để hiển thị các thông báo Active Notifications với mức tiêu thụ năng lượng thấp khi người dùng di chuyển điện thoại, còn nhân kia cũng luôn ở trạng thái chạy nền nhằm “lắng nghe” và phản hồi các khẩu lệnh của người dùng ngay lập tức.

Một SoC được trang bị nhiều bộ điều khiển khác nhau ngoài CPU hay GPU, và có thể một trong số chúng thường khó tương thích hoặc kìm hãm hiệu suất của các nhân phụ nếu các nhân này cũng tích hợp trực tiếp vào SoC. Bên cạnh đó, do các vi xử lý phụ như M7 luôn hoạt động kể cả khi máy đang khóa, do đó nó luôn cần điện năng để duy trì hoạt động. Việc tích hợp thẳng vào một SoC lớn sẽ đòi hỏi CPU thậm chí cả GPU của máy cũng phải chạy nền và sẵn sàng hoạt động trong mọi tình huống. Theo thời gian, phần điện năng rò rỉ sẽ ảnh hưởng không nhỏ tới thời lượng sử dụng của máy. Nếu sử dụng nhân phụ với mức tiêu tốn năng lượng thấp hơn nhiều so với SoC thì vấn đề năng lượng sẽ được khắc phục một phần, dù hiện nay là chưa thực sự đáng kể nhưng trong tương lai chúng ta sẽ thấy được những cải thiện tích cực hơn.

Linh hoạt

Ngoài khả năng tiết kiệm điện năng thì sử dụng các bộ đồng xử lý để chạy một chức năng “độc” cũng mang lại tính linh hoạt nhất định cho Apple, Motorola hay bất cứ nhà sản xuất nào áp dụng phương pháp này. Chẳng hạn, nếu Google và Motorola muốn tạo ra một phiên bản giá rẻ của Moto X với một SoC cấp thấp hơn hoặc cần nâng cấp Moto X cho phiên bản năm tiếp theo, họ sẽ chỉ cần yêu cầu nhà sản xuất chip tích hợp các bộ xử lý đồng bộ này vào một SoC mới. Motorola sẽ không cần phải cấu trúc lại bộ vi xử lý của mình mỗi khi thay đổi SoC.

Trong khi đó, mặc dù Apple không tiết lộ về kế hoạch tương lai của mình, nhưng gần như chắc chắn rằng iPhone 5S sẽ không phải là iDevice duy nhất sở hữu chip M7. Trong năm tới rất có thể hãng sẽ tiếp tục phát hành iPod touch, iPad hoặc iPhone mới với các vi xử lý nâng cấp như A7X hoặc A8 chẳng hạn. Giữ M7 tách biệt với SoC sẽ cung cấp cho các nhà sản xuất iPod touch sự tự do để ghép con chip này lên chip A6 cũ, nhằm tăng sức hấp dẫn cho chiếc iPod vốn đang rất khó cạnh tranh với các smartphone Android vì thiếu tính năng nghe gọi hay 3G. Hay thậm chí đi xa hơn nữa, Táo khuyết hoàn toàn có thể trang bị M7 vốn tiêu thụ điện năng thấp cho mẫu smartwatch sắp tới của mình dù rằng dự án này mới chỉ được hé lộ dưới dạng tin đồn.

Tính linh hoạt của các bộ xử lý đồng bộ hoàn toàn là sự thật. Các hãng sản xuất thiết bị cuối hoàn toàn có thể tập trung một tính năng thế mạnh nào đó và giao nhiệm vụ vận hành cho chỉ một nhân xử lý duy nhất để tích hợp vào các SoC thông thường đến từ Qualcomm hay Samsung. Có thể nói đây hoàn toàn có thể trở thành một hướng đi mới khá tiềm năng trong tương lai gần.

Tham khảo: Arstechnica.com