Điện thoại Android sẽ có hiệu năng nhảy vọt nhờ công nghệ mới của ARM

ARM vừa công bố hai kiến trúc CPU mới cho các hãng thiết kế chip di động, dự kiến trình làng sản phẩm vào năm sau. Đây là nền tảng công nghệ sẽ định hình hiệu năng của các flagship Android mạnh nhất 2021.

Với hai thiết kế Cortex-A78 và Cortex-X1, ARM áp dụng chiến lược mới so với các năm trước vốn chỉ công bố một thiết kế cho hiệu năng cao, một cho tiết kiệm điện. Nhân A78 nhằm cân bằng hiệu suất trên từng watt điện năng tiêu thụ, còn X1 thì vứt bỏ mọi giới hạn để theo đuổi hiệu suất cao nhất.

Cortex-A78: tối ưu tốt cho gaming

Theo các con số mà ARM chia sẻ, so với A77 tiền nhiệm thì A78 có hiệu quả khai thác đáng kinh ngạc hơn hẳn. Với cùng mức tiêu thụ 1W trên mỗi lõi, A78 cho hiệu năng cao hơn 20% A77 nhờ tăng xung từ 2.6GHz lên 3.3GHz, cũng như tiến trình sản xuất di chuyển từ 7nm FinFET xuống 5nm FinFET. A78 được thiết kế hướng tới khả năng xử lý các tác vụ nặng, trong khi không làm gia tăng điện năng tiêu thụ.

A78 cũng được thiết kế nhằm tiết kiệm năng lượng dù hiệu suất không đổi. Theo ARM, A78 tiêu thụ điện ít hơn A77 tới 50%. Xung nhịp giảm từ 2.3GHz xuống 2.1GHz nhưng hiệu suất không đổi. Điều này sẽ giúp điện thoại có thời lượng pin tốt hơn trong bối cảnh mạng 5G ngốn rất nhiều pin. Đặc biệt, nếu chỉ sử dụng các tác vụ trung bình và nhẹ nhàng, không chơi game hay quay video, máy sẽ cho thời gian dùng rất lâu dài mà không gây cảm giác chạy chậm.

Một lợi ích khác là sức bền của A78. So với A76 và A77, nhân A78 có thể duy trì hiệu năng ở mức cao nhất trong thời gian lâu dài hơn, giảm tối đa tình trạng nghẽn cổ chai (throttle) rất khó chịu. Kích thước A78 cũng nhỏ hơn 5%, giúp nhà sản xuất tối ưu không gian bên trong smartphone hơn.

Cortex-X1: Hiệu năng là số 1

Đây là sản phẩm đầu tiên thuộc chương trình CXC. Tên đầy đủ của chương trình này là Cortex-X Custom, với mục đích đạt được mức hiệu năng cao nhất có thể cho sản phẩm hướng đến, nhờ ARM hợp tác chặt chẽ ngay từ đầu với khách hàng.

Các hãng thiết kế chip như Qualcomm, Samsung sau khi mua giấy phép được có mặt ngay từ giai đoạn đầu của việc thiết kế vi kiến trúc xử lý mới, đưa ra các yêu cầu cấu hình tùy chỉnh riêng theo ý muốn, ARM sẽ đáp ứng theo. Qualcomm được cho là hãng đầu tiên tận dụng triệt để giấy phép mới này.

Cortex-X1 sẽ có hiệu suất nhảy vọt 30% so với A77 trước đó, tương ứng với 23% mạnh hơn A78 ở trên. Đây sẽ là bước tiến rất lớn về hiệu suất của dòng ARM Cortex trong khả năng xử lý tác vụ thô. Với hiệu suất AI, sức mạnh xử lý được cho là cũng tăng gấp đôi.

Đánh đổi cho việc tăng hiệu năng vượt trội là kích thước nhân lớn và "ăn" nhiều điện hơn. Cấu trúc CPU cũng sẽ phải thay đổi cho phù hợp, rất khó để khai thác đến bốn nhân X1 như thông thường. Thay vào đó, có vẻ chúng ta sẽ chỉ có một nhân X1 đi cùng các nhân A78 khác.

So với cấu trúc bốn lõi A76, thiết kế cụm như này tăng diện tích thêm 15% để đạt được hiệu năng đơn luồng vượt xa các chipset hiện nay. Đồng thời, thiết kế bộ nhớ đệm cache cũng thay đổi tương ứng. L2 cache tăng lên 1MB và băng thông tăng gấp đôi, L3 cache lên 8MB.

Cạnh tranh Apple A series

Theo Android Authority, thay đổi của ARM năm nay là tương đối lớn, cho phép Snapdragon có thể cạnh tranh trực tiếp với chipset A series của Apple. Một con chip 8 lõi với cấu trúc một lõi hiệu năng cao X1, ba lõi trung bình A78 và bốn lõi A55 tiết kiệm năng lượng, sẽ cân bằng tốt cả hiệu suất và pin cho smartphone Android.

Tuy vậy, chương trình CXC nhắc đến ở trên cũng gây ra một thách thức: chỉ có những ai sẵn sàng trả thêm tiền mới có thể truy cập vào mức hiệu suất cao nhất của ARM Cortex. Công ty chắc chắn nhất là Qualcomm bởi họ kiếm tiền bằng việc bán SoC cho các hãng Android. Còn Samsung và Huawei thì vẫn chưa rõ ràng, có thể họ sẽ chỉ chọn Cortex-A78 để tiết kiệm chi phí.

Ambitious Man