Vì sao Google muốn tự làm chip riêng? Họ sẽ bắt đầu từ đâu?

Google đang hướng tới việc trở thành nhà phát triển bộ xử lý, khi gần đây họ đã tuyển dụng được Manu Gulati, một trong những bộ não hàng đầu giúp thiết kế nhiều con chip tùy chỉnh dòng A cho Apple, với chức danh “Kiến trúc sư trưởng cho SoC”.

Tất cả các dấu hiệu này đều hướng tới một giả thuyết cho rằng Google muốn dùng một con chip SoC tùy chỉnh riêng cho những chiếc smartphone Pixel trong tương lai, nhưng vẫn chưa rõ kế hoạch chính xác của công ty là gì.

Tất nhiên, việc chuyển từ dòng Nexus sang Pixel có nghĩa là Google muốn cạnh tranh trực tiếp với những người chơi hàng đầu như Samsung hay Apple, hai công ty cũng đang tự mình thiết kế chip riêng cho điện thoại cao cấp của họ. Nếu Google muốn đứng ngang hàng với họ, một con chip SoC tùy chỉnh có thể rất cần thiết và nó sẽ giúp đưa công ty đến vị thế hàng đầu trong lĩnh vực phần cứng di động.

Đây cũng không phải lần đầu tiên chủ đề về việc Google muốn tham gia vào phần cứng bộ xử lý xuất hiện. Từ lâu công ty đã muốn thống nhất các đòi hỏi về phần cứng cũng như giảm sự phân mảnh cho thiết bị Android. Hiện Google đang thắt chặt các yêu cầu về phần cứng cho Chromebook với con chip SoC OP1 do Rockchip sản xuất “Dành cho Chromebook”, và có lẽ ý tưởng tương tự sẽ được thực hiện cho Android.

Con chip của Google sẽ như thế nào, bắt đầu từ đâu?

Hiện tại với dòng Pixel, Google vẫn đang dựa vào Qualcomm để cung cấp các SoC. Qualcomm cũng chính là công ty cung cấp phần lớn các bộ xử lý di động cho các nhà OEM smartphone, đặc biệt là dòng thiết bị flagship. Thiết kế chip tùy chỉnh là một quá trình phức tạp và đắt đỏ, vì vậy phần lớn các nhà sản xuất thường dựa vào các công ty chuyên phát triển chip.

Tuy nhiên, nhờ vào các tùy chọn phát triển và cấp phép hiện đại của ARM, công ty chuyên thiết kế kiến trúc bộ xử lý, ngay cả những công ty công nghệ nhỏ giờ cũng có thể bắt đầu thiết kế chip riêng của mình. Một ví dụ gần đây nhất là Xiaomi. Đầu năm nay, công ty này đã trình làng con chip riêng Surge S1 và ra mắt cùng với chiếc Mi 5C của mình. Các loại hợp đồng cấp phép nhanh của ARM cũng giúp LG quay trở lại cuộc chơi.

Mặt khác, ARM còn cung cấp cho các đối tác “Công nghệ tích hợp vào ARM Cortex”, cho phép họ sử dụng thiết kế CPU có sẵn của mình với một số tinh chỉnh nhỏ, và tiếp thị dưới thương hiệu riêng của các đối tác đó. Ví dụ, các lõi CPU Kryo 280 của Qualcomm.

Google cũng có thể sử dụng loại giấy phép kiến trúc này, để thực hiện các tinh chỉnh lớn hơn cho CPU của mình, nhằm đáp ứng những yêu cầu cụ thể. Đây cũng là điều Qualcomm đã làm với các lõi Kryo và Krait, Samsung với các lõi Mongoose của mình, và Apple với những bộ xử lý dòng A danh tiếng.

Với thế hệ sản phẩm đầu tiên, gần như chắc chắn Google sẽ đi theo hướng tiết kiệm chi phí nhất. Có thể họ sẽ sử dụng các bộ phận tham chiếu của ARM, thậm chí cả thiết lập DynamIQ mới, và bổ sung các tùy chỉnh của riêng họ với các bộ phận phụ cho SoC để tăng cường các khả năng xử lý hình ảnh.

Một thiết kế CPU cao cấp sẽ phù hợp nhất với Google nếu công ty có sẵn các yêu cầu cụ thể, nhưng giấy phép Tích hợp Cortex của ARM dường như lại là điểm khởi đầu hợp lý nhất cho Google, ít nhất là vào thời điểm này.

Một lựa chọn khác cho Google là công ty có thể tìm cách kết hợp một phần với phần cứng của bộ phận Cloud Tensor Process Unit (chip TPU). Con chip TPU của Google được tối ưu riêng cho máy học và vận hành các sản phẩm trí tuệ nhân tạo nền đám mây của công ty, ví dụ như máy dịch ngôn ngữ và nhận diện hình ảnh.

Ứng dụng con chip này thiết bị di động là không đơn giản, nhưng một phiên bản rút gọn của nó hoàn toàn có thể giúp tăng cường các ứng dụng máy học trên thiết bị, bên cạnh những CPU truyền thống.

Tại sao Google lại phải làm chip riêng?

Trong khi việc Google làm con chip riêng của mình là hoàn toàn khả thi, một câu hỏi lớn hơn được đặt ra lúc này là tại sao. Các nền tảng có sẵn như của Qualcomm (không còn là chip xử lý, mà là nền tảng) vốn đã thừa thãi tính năng, và được đóng gói với các công nghệ di động thiết yếu như Bluetooth, modem 4G LTE cũng như tính năng sạc nhanh với một mức giá rất hợp lý.

Tại sao Google vẫn muốn làm lại từ đầu một lĩnh vực tốn kém đến như vậy?

Một lý do hợp lý cho việc này là Google muốn làm điều gì đó trên điện thoại của họ, điều mà mà họ không thể thuê ngoài, hoặc việc đó sử dụng quá nhiều năng lượng và hiệu suất. Gần đây, Google đã trình diễn các tiến bộ trong công nghệ máy học của họ, bao gồm khả năng nhận diện văn bản và hình ảnh trên thiết bị theo thời gian thực.

Để đua với Apple?

Gần đây Apple cho biết, SoC tùy chỉnh của họ nhận diện hình ảnh nhanh hơn 6 lần so với Pixel, vì vậy, rất có thể Google muốn cải thiện khả năng xử lý loại tác vụ này bằng phần cứng, khi trong tương lai, các tác vụ phức tạp hơn sẽ đòi hỏi nhiều năng lực xử lý hơn nữa.

Hơn nữa, trợ lý ảo Google Assistant cho thấy đây là công cụ ngày càng quan trọng đối với người dùng và là một thành phần cốt lõi cho hàng loạt thuật toán thông minh trong danh mục sản phẩm ngày càng nhiều hơn của Google. Bằng việc kiểm soát thiết kế chip, Google có thể tối ưu nhiều hơn để việc luôn bật tính năng này ít tiêu tốn điện năng và tăng cường hiệu suất cho các thuật toán xử lý âm thanh, hình ảnh.

Ngoài ra còn có một số lợi ích tiềm năng cho những thuật toán xử lý thú vị khác của Google, bên cạnh trợ lý ảo thông minh. Ví dụ, phần mềm xử lý hình ảnh HDR của công ty, đã được phát triển từ chiếc kính Google Glass và hiện đang góp phần làm nên thành công cho khả năng chụp ảnh tuyệt vời của chiếc Pixel, cũng có thể được tăng cường thêm sức mạnh thông qua tối ưu phần cứng, giúp cải thiện thời gian xử lý hình ảnh và giảm mức tiêu thụ năng lượng. Tương tự như vậy là khả năng xử lý video theo thời gian thực và các ý tưởng về thực tế ảo đang được thử nghiệm với Tango.

Và còn những nguyên nhân sâu xa khác nữa? Chúng tôi đã từng có bài viết về vấn đề này cách đây khá lâu, mà bạn có thể đọc tham khảo.

Tổng kết

Trong khi việc tự thiết kế chip sẽ giúp đưa mảng phần cứng của Google lên ngang hàng với Apple hay Samsung, công ty còn quan tâm hơn đến việc sử dụng những thiết kế như vậy cho các mục tiêu phần cứng và phần mềm cụ thể. Nhiều khả năng Google muốn thiết kế chip riêng để tối đa hóa các thuật toán thông minh của họ, các quá trình máy học, và những ý tưởng thực tế ảo.

Do vậy, chuyên môn của Gulati trở nên rất cần thiết cho những nỗ lực này, khi ông đã làm công việc thiết kế chip tại Apple và nhiều nhà sản xuất chip danh tiếng khác. Cho dù vẫn chưa có những yêu cầu chi tiết cho con chip di động đầu tiên của Google cũng như ngày ra mắt của nó, nhưng gần như chắc chắn, sẽ mất vài năm để chúng ta có thể nhìn thấy những kết quả đầu tiên cho nỗ lực này.