Theo báo cáo của công ty nghiên cứu thị trường Counterpoint Research, trong bối cảnh thị trường điện thoại thông minh toàn cầu sụt giảm tổng thể vào năm 2022, doanh số bán điện thoại thông minh cao cấp có giá trên 600 USD đã vượt qua xu hướng và tăng 1%. Nhưng trong số đó, Apple vẫn là người chiến thắng lớn nhất, độc chiếm 75% thị phần cao cấp và 41,25% tổng doanh thu của thị trường smartphone toàn cầu.
Tại sao iPhone lại thành công như vậy cho đến tận bây giờ? Có nhiều lý do, nhưng ít nhất ngành công nghiệp nói chung đồng ý rằng thành công của iPhone không thể tách rời khỏi chip do Apple tự phát triển, thậm chí cả kiến trúc CPU và GPU do Apple tự phát triển. Nhìn quanh thị trường di động ngày nay, Apple cũng là nhà sản xuất chip duy nhất triển khai kiến trúc CPU tự phát triển.
Trên thực tế, Qualcomm và Samsung cũng đã phát triển các kiến trúc CPU tự phát triển cách đây vài năm-Krait (rắn đeo nhẫn)/Kryo và Mongoose (cầy mangut), nhưng sau đó cả hai đều từ bỏ việc tự phát triển và chuyển sang kiến trúc CPU phiên bản công khai của Arm. Tuy nhiên, trong hai năm qua, Qualcomm đã làm rõ hướng đi của kiến trúc CPU do mình tự phát triển, thậm chí còn kiện ARM ra tòa vì điều này, và Samsung cũng có ý kiến tương tự.
Theo Korea Business Daily, Samsung Electronics đã thành lập một nhóm phát triển lõi CPU trong công ty và thuê cựu nhà phát triển cấp cao của AMD, Rahul Tuli, để lãnh đạo nhóm. Nếu quá trình phát triển diễn ra suôn sẻ, Samsung Electronics sẽ có thể sử dụng các CPU được phát triển với kiến trúc lõi của riêng mình vào năm 2027.
Từ bỏ cuộc đến khởi động lại, điều gì đã xảy ra với Qualcomm, Samsung và ngành chip di động?
Từ bắt đầu đến bỏ cuộc, đến khởi động lại
Vào năm 2015, để đối phó với kiến trúc Ring Snake của Qualcomm, Samsung đã đặt tên cho kiến trúc lõi CPU mới là Mongoose. Là thiên địch theo nghĩa sinh học, màn ra mắt của Mongoose - M1 quả thực mang đến nhiều bất ngờ, trực tiếp giúp vi xử lý Samsung Exynos đánh bại Snapdragon 810 (Rồng lửa thế hệ đầu) và The Arm, giành được danh hiệu Ánh sáng Android.
Tuy nhiên, trong 4 năm sau đó, Qualcomm đã quay trở lại với phiên bản công khai của kiến trúc CPU Arm và khoản đầu tư hàng trăm tỷ đồng của Samsung vào Mongoose đã không đổi lấy sự dẫn đầu về công nghệ và sản phẩm. Năm 2018, hãng truyền thông đánh giá nổi tiếng AnandTech đã viết trong một bài viết liên quan đến Samsung Exynos 9810: "Samsung Exynos 9810 (2018) với nhân M3 tiêu thụ năng lượng gấp đôi Apple A11 (2017) nhưng hiệu năng lại thua xa 55%".
Hết 2019 thì Samsung chịu không nổi nữa. Ngay sau khi phát hành Exynos 990, sử dụng lõi lớn tự phát triển, có thông tin cho rằng Samsung sẽ ngừng phát triển lõi lớn Mongoose tự phát triển, quay trở lại phiên bản công khai của lõi lớn Arm và tạo ra một thông báo chính thức trong vài tháng tới. Trước đó, Qualcomm đã thất thần khi phát hiện ra rằng phiên bản công khai của Arm có hiệu suất năng lượng cao hơn và lợi thế PPA (hiệu suất, mức tiêu thụ điện năng, diện tích) tốt hơn, kể từ khi Snapdragon 835 ra mắt năm 2016, hãng đã từ bỏ kiến trúc CPU tự phát triển.
Nhưng Qualcomm, kẻ đầu tiên bỏ cuộc, cũng là kẻ đầu tiên bắt đầu ý tưởng khởi động lại kiến trúc CPU tự phát triển. Năm 2021, Qualcomm thông báo mua lại Nuvia, một công ty khởi nghiệp sản xuất chip do cựu kiến trúc sư trưởng chip của Apple thành lập, với giá 1,4 tỷ USD, gần như công khai dự đoán rằng họ sẽ thay thế CPU Cortex của Arm bằng một CPU tự phát triển. Sự thật đã chứng minh rằng đây thực sự là trường hợp, tại Hội nghị thượng đỉnh công nghệ Snapdragon vào cuối năm ngoái, Qualcomm đã chính thức công bố một CPU tự phát triển mới Oryon và dự kiến sẽ thấy các sản phẩm liên quan xuất hiện trên thị trường ngay sau khi nửa cuối năm nay.
Từ Qualcomm đến Samsung, tại sao hai nhà sản xuất thiết kế chip lớn lại quay trở lại con đường tự phát triển kiến trúc CPU sau nhiều năm bỏ cuộc?
Lõi siêu lớn Cortex-X3, ảnh/ARM
Nhưng đặc thù của hai hãng vẫn có sự khác biệt lớn. Về phía Samsung, cốt lõi vẫn là hy vọng vực dậy mảng kinh doanh điện thoại di động. Theo báo cáo của Counterpoint Research, trong quý 4 năm ngoái, Apple đã vượt qua Samsung để trở thành nhà sản xuất smartphone lớn nhất thế giới, trong khi Samsung gần như không còn sức hồi phục tại thị trường Trung Quốc.
Mặc dù dòng Galaxy S23 đã chọn trang bị chip Snapdragon 8 Gen 2 trên toàn bộ bảng, nhưng Samsung không có kế hoạch từ bỏ chip của riêng mình. Bên cạnh việc khởi động lại kiến trúc CPU tự phát triển, sự hợp tác giữa Samsung và AMD về GPU di động vẫn chưa dừng lại, Sungboem Park, phó chủ tịch phụ trách phát triển GPU của Samsung cho biết sẽ tiếp tục hợp tác với AMD.
Giám đốc điều hành AMD Su Zifeng tại hội nghị Samsung, ảnh / Samsung
Cuối năm ngoái, có thông tin cho rằng Samsung sẽ hợp tác với nhóm AMD Radeon và nhóm Google Tensor để cùng phát triển một SoC di động mới, dự kiến sẽ ra mắt độc quyền vào năm 2025. Lu Taiwen, chủ tịch của Samsung Electronics và người đứng đầu bộ phận kinh doanh MX, cũng tiết lộ rằng Samsung Electronics đang phát triển một SoC tùy chỉnh độc quyền cho dòng sản phẩm điện thoại di động Galaxy của mình, nói rằng con chip này sẽ: khác biệt với bất kỳ sản phẩm nào khác trên thị trường và có thể gọi là “độc nhất vô nhị”.
Một trong những lợi ích của lõi chip tự phát triển nằm ở khả năng tích hợp phần cứng bên dưới, đồng thời kiểm soát chu kỳ sản phẩm, tùy chỉnh thiết kế chip theo nhu cầu và thích ứng tốt hơn với hệ sinh thái phần mềm. Đây không chỉ là chìa khóa cho trải nghiệm cốt lõi của Apple mà còn là động lực chính để ngày càng nhiều nhà sản xuất điện thoại đầu tư vào chip tự phát triển. Kiến trúc CPU/GPU tự phát triển sâu hơn có thể đạt được những bước đột phá lớn hơn trong việc phân biệt lõi.
Sheng Linghai, giám đốc nghiên cứu của Garner, cũng cho biết: "Lõi tự phát triển có thể cho phép các nhà sản xuất chip giảm sự phụ thuộc vào thiết kế phiên bản công khai khi phát triển bộ xử lý, đồng thời có quyền tự chủ và sự khác biệt cao hơn".
Tuy nhiên, bị giới hạn bởi kiến trúc phiên bản công khai của Arm, Qualcomm đã chứng kiến Apple tiếp tục mở rộng lợi thế của mình trên thị trường PC và điện thoại di động cao cấp trong vài năm qua, nhưng họ không có nhiều việc phải làm.
Trên PC, nhờ mức tiêu thụ điện năng thấp và hiệu suất cao của chip dòng M, MacBook đã cải thiện đáng kể hiệu suất tản nhiệt, thời lượng pin, tiếng ồn và các khía cạnh khác, đồng thời cải thiện hiệu suất, gần như là tốt nhất trong mùa đông PC. Tiếp tục gia tăng thị phần của Apple.
MacBook Air không cần quạt nữa, ảnh/iFixit
Trên thị trường điện thoại di động cao cấp, Apple tiếp tục củng cố vị trí thống trị của mình khi chiếm 3/4 thị phần toàn cầu vào năm ngoái. Không còn nghi ngờ gì nữa, việc bổ sung động thái của trại Android để đánh vào phân khúc cao cấp và hiệu năng kém của Snapdragon 888 và 8 Gen 1 không những không thách thức được Apple mà thậm chí còn khiến người tiêu dùng ghi nhận Apple trên thị trường cao cấp sâu sắc hơn mức độ nhất định.
Chỉ khi thế hệ A16 gặp phải lỗi của chính nó (liên quan đến hỗ trợ công nghệ theo dõi quang học di động, vui lòng tham khảo các báo cáo trước đây của chúng tôi để biết chi tiết), cùng với sự cải thiện đáng kể do việc Qualcomm chuyển sang quy trình 3nm + kiến trúc mới của TSMC, nó mới có thể được thu hẹp khoảng cách xuống.
Tuy nhiên, vấn đề cốt yếu hơn vẫn chưa được giải quyết, đó là nếu Qualcomm muốn giúp trại Android giành được nhiều thị phần cao cấp hơn, hãng phải đưa ra những sản phẩm có hiệu suất và hiệu suất năng lượng tốt hơn.
Cánh tay bản công, lâu dài phải chia
Xu thế chung của thế giới là chia cắt lâu thì hợp, hợp lâu thì hợp nó sẽ được chia.
Trong "thế giới" chip smartphone, Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei Hisilicon, Ziguang Zhanrui, thậm chí cả chip dòng A đời đầu của Apple đều chọn kiến trúc phiên bản công khai của Arm, thậm chí là "đoản nghỉ" của Qualcomm và Samsung. Nó chưa bao giờ ảnh hưởng đến trạng thái của phiên bản công khai của Arm.
Tuy nhiên, khi quy mô thị trường của điện thoại thông minh đã đạt đến đỉnh điểm, các nhà sản xuất điện thoại di động cần thiết lập lợi thế cạnh tranh lớn hơn và dài hạn hơn, đồng thời phải đi sâu vào các chip, hệ thống cơ bản, v.v., thậm chí xây dựng SoC của riêng họ. Do đó, các nhà sản xuất chip thực sự buộc phải xem xét lại liệu họ có thể tạo ra lợi thế sản phẩm cạnh tranh lâu dài hơn dưới những hạn chế của kiến trúc phiên bản công khai hay không.
Một khi câu trả lời đã rõ ràng, các nhà sản xuất chip đương nhiên sẽ chọn cách phá bỏ "xiềng xích" của phiên bản công khai và tái tạo các kiến trúc và sản phẩm CPU cạnh tranh hơn.
Tất nhiên, chúng ta cũng phải hiểu rằng kiến trúc phiên bản công khai của Arm vừa là “ràng buộc” vừa là “bảo vệ”, và trên quy mô toàn cầu, chỉ có một số công ty thực sự đạt được thành công quy mô lớn dựa trên nền tảng tự phát triển. kiến trúc CPU. Vì vậy, đối với Qualcomm và Samsung, đó chỉ là một vài bước quan trọng, và phần còn lại của hành trình vẫn còn rất xa.
Tại sao iPhone lại thành công như vậy cho đến tận bây giờ? Có nhiều lý do, nhưng ít nhất ngành công nghiệp nói chung đồng ý rằng thành công của iPhone không thể tách rời khỏi chip do Apple tự phát triển, thậm chí cả kiến trúc CPU và GPU do Apple tự phát triển. Nhìn quanh thị trường di động ngày nay, Apple cũng là nhà sản xuất chip duy nhất triển khai kiến trúc CPU tự phát triển.
Theo Korea Business Daily, Samsung Electronics đã thành lập một nhóm phát triển lõi CPU trong công ty và thuê cựu nhà phát triển cấp cao của AMD, Rahul Tuli, để lãnh đạo nhóm. Nếu quá trình phát triển diễn ra suôn sẻ, Samsung Electronics sẽ có thể sử dụng các CPU được phát triển với kiến trúc lõi của riêng mình vào năm 2027.
Từ bỏ cuộc đến khởi động lại, điều gì đã xảy ra với Qualcomm, Samsung và ngành chip di động?
Từ bắt đầu đến bỏ cuộc, đến khởi động lại
Vào năm 2015, để đối phó với kiến trúc Ring Snake của Qualcomm, Samsung đã đặt tên cho kiến trúc lõi CPU mới là Mongoose. Là thiên địch theo nghĩa sinh học, màn ra mắt của Mongoose - M1 quả thực mang đến nhiều bất ngờ, trực tiếp giúp vi xử lý Samsung Exynos đánh bại Snapdragon 810 (Rồng lửa thế hệ đầu) và The Arm, giành được danh hiệu Ánh sáng Android.
Hết 2019 thì Samsung chịu không nổi nữa. Ngay sau khi phát hành Exynos 990, sử dụng lõi lớn tự phát triển, có thông tin cho rằng Samsung sẽ ngừng phát triển lõi lớn Mongoose tự phát triển, quay trở lại phiên bản công khai của lõi lớn Arm và tạo ra một thông báo chính thức trong vài tháng tới. Trước đó, Qualcomm đã thất thần khi phát hiện ra rằng phiên bản công khai của Arm có hiệu suất năng lượng cao hơn và lợi thế PPA (hiệu suất, mức tiêu thụ điện năng, diện tích) tốt hơn, kể từ khi Snapdragon 835 ra mắt năm 2016, hãng đã từ bỏ kiến trúc CPU tự phát triển.
Nhưng Qualcomm, kẻ đầu tiên bỏ cuộc, cũng là kẻ đầu tiên bắt đầu ý tưởng khởi động lại kiến trúc CPU tự phát triển. Năm 2021, Qualcomm thông báo mua lại Nuvia, một công ty khởi nghiệp sản xuất chip do cựu kiến trúc sư trưởng chip của Apple thành lập, với giá 1,4 tỷ USD, gần như công khai dự đoán rằng họ sẽ thay thế CPU Cortex của Arm bằng một CPU tự phát triển. Sự thật đã chứng minh rằng đây thực sự là trường hợp, tại Hội nghị thượng đỉnh công nghệ Snapdragon vào cuối năm ngoái, Qualcomm đã chính thức công bố một CPU tự phát triển mới Oryon và dự kiến sẽ thấy các sản phẩm liên quan xuất hiện trên thị trường ngay sau khi nửa cuối năm nay.
Từ Qualcomm đến Samsung, tại sao hai nhà sản xuất thiết kế chip lớn lại quay trở lại con đường tự phát triển kiến trúc CPU sau nhiều năm bỏ cuộc?
Samsung và Qualcomm: Cùng chí hướng, khác mục tiêu
Nếu phải dùng một lời kết để tóm tắt lý do Qualcomm và Samsung khởi động lại kiến trúc CPU tự phát triển, thì chắc chắn đó là do sản phẩm không tốt. Cụ thể hơn, so với Apple, CPU Arm Cortex không tốt lắm, cho dù có ra mắt nhân siêu lớn cũng không thay đổi được hiện trạng, Qualcomm và Samsung muốn phá vỡ thế bế tắc đang gặp phải chỉ có thể tiếp tục đi sâu vào kiến trúc cốt lõi.
Nhưng đặc thù của hai hãng vẫn có sự khác biệt lớn. Về phía Samsung, cốt lõi vẫn là hy vọng vực dậy mảng kinh doanh điện thoại di động. Theo báo cáo của Counterpoint Research, trong quý 4 năm ngoái, Apple đã vượt qua Samsung để trở thành nhà sản xuất smartphone lớn nhất thế giới, trong khi Samsung gần như không còn sức hồi phục tại thị trường Trung Quốc.
Mặc dù dòng Galaxy S23 đã chọn trang bị chip Snapdragon 8 Gen 2 trên toàn bộ bảng, nhưng Samsung không có kế hoạch từ bỏ chip của riêng mình. Bên cạnh việc khởi động lại kiến trúc CPU tự phát triển, sự hợp tác giữa Samsung và AMD về GPU di động vẫn chưa dừng lại, Sungboem Park, phó chủ tịch phụ trách phát triển GPU của Samsung cho biết sẽ tiếp tục hợp tác với AMD.
Cuối năm ngoái, có thông tin cho rằng Samsung sẽ hợp tác với nhóm AMD Radeon và nhóm Google Tensor để cùng phát triển một SoC di động mới, dự kiến sẽ ra mắt độc quyền vào năm 2025. Lu Taiwen, chủ tịch của Samsung Electronics và người đứng đầu bộ phận kinh doanh MX, cũng tiết lộ rằng Samsung Electronics đang phát triển một SoC tùy chỉnh độc quyền cho dòng sản phẩm điện thoại di động Galaxy của mình, nói rằng con chip này sẽ: khác biệt với bất kỳ sản phẩm nào khác trên thị trường và có thể gọi là “độc nhất vô nhị”.
Một trong những lợi ích của lõi chip tự phát triển nằm ở khả năng tích hợp phần cứng bên dưới, đồng thời kiểm soát chu kỳ sản phẩm, tùy chỉnh thiết kế chip theo nhu cầu và thích ứng tốt hơn với hệ sinh thái phần mềm. Đây không chỉ là chìa khóa cho trải nghiệm cốt lõi của Apple mà còn là động lực chính để ngày càng nhiều nhà sản xuất điện thoại đầu tư vào chip tự phát triển. Kiến trúc CPU/GPU tự phát triển sâu hơn có thể đạt được những bước đột phá lớn hơn trong việc phân biệt lõi.
Sheng Linghai, giám đốc nghiên cứu của Garner, cũng cho biết: "Lõi tự phát triển có thể cho phép các nhà sản xuất chip giảm sự phụ thuộc vào thiết kế phiên bản công khai khi phát triển bộ xử lý, đồng thời có quyền tự chủ và sự khác biệt cao hơn".
Tuy nhiên, bị giới hạn bởi kiến trúc phiên bản công khai của Arm, Qualcomm đã chứng kiến Apple tiếp tục mở rộng lợi thế của mình trên thị trường PC và điện thoại di động cao cấp trong vài năm qua, nhưng họ không có nhiều việc phải làm.
Trên PC, nhờ mức tiêu thụ điện năng thấp và hiệu suất cao của chip dòng M, MacBook đã cải thiện đáng kể hiệu suất tản nhiệt, thời lượng pin, tiếng ồn và các khía cạnh khác, đồng thời cải thiện hiệu suất, gần như là tốt nhất trong mùa đông PC. Tiếp tục gia tăng thị phần của Apple.
Trên thị trường điện thoại di động cao cấp, Apple tiếp tục củng cố vị trí thống trị của mình khi chiếm 3/4 thị phần toàn cầu vào năm ngoái. Không còn nghi ngờ gì nữa, việc bổ sung động thái của trại Android để đánh vào phân khúc cao cấp và hiệu năng kém của Snapdragon 888 và 8 Gen 1 không những không thách thức được Apple mà thậm chí còn khiến người tiêu dùng ghi nhận Apple trên thị trường cao cấp sâu sắc hơn mức độ nhất định.
Chỉ khi thế hệ A16 gặp phải lỗi của chính nó (liên quan đến hỗ trợ công nghệ theo dõi quang học di động, vui lòng tham khảo các báo cáo trước đây của chúng tôi để biết chi tiết), cùng với sự cải thiện đáng kể do việc Qualcomm chuyển sang quy trình 3nm + kiến trúc mới của TSMC, nó mới có thể được thu hẹp khoảng cách xuống.
Tuy nhiên, vấn đề cốt yếu hơn vẫn chưa được giải quyết, đó là nếu Qualcomm muốn giúp trại Android giành được nhiều thị phần cao cấp hơn, hãng phải đưa ra những sản phẩm có hiệu suất và hiệu suất năng lượng tốt hơn.
Cánh tay bản công, lâu dài phải chia
Xu thế chung của thế giới là chia cắt lâu thì hợp, hợp lâu thì hợp nó sẽ được chia.
Trong "thế giới" chip smartphone, Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei Hisilicon, Ziguang Zhanrui, thậm chí cả chip dòng A đời đầu của Apple đều chọn kiến trúc phiên bản công khai của Arm, thậm chí là "đoản nghỉ" của Qualcomm và Samsung. Nó chưa bao giờ ảnh hưởng đến trạng thái của phiên bản công khai của Arm.
Một khi câu trả lời đã rõ ràng, các nhà sản xuất chip đương nhiên sẽ chọn cách phá bỏ "xiềng xích" của phiên bản công khai và tái tạo các kiến trúc và sản phẩm CPU cạnh tranh hơn.
Tất nhiên, chúng ta cũng phải hiểu rằng kiến trúc phiên bản công khai của Arm vừa là “ràng buộc” vừa là “bảo vệ”, và trên quy mô toàn cầu, chỉ có một số công ty thực sự đạt được thành công quy mô lớn dựa trên nền tảng tự phát triển. kiến trúc CPU. Vì vậy, đối với Qualcomm và Samsung, đó chỉ là một vài bước quan trọng, và phần còn lại của hành trình vẫn còn rất xa.
