Trông đợi gì vào những bộ xử lý trên điện thoại Android thế hệ kế tiếp?

ARM;vừa công bố những CPU cũng như GPU mới nhất của mình và dự kiến sẽ được áp dụng vào các bộ xử lý cho điện thoại Android trong cuối năm nay và 2021. Từ Qualcomm, MediaTek cho đến Samsung, Huawei, tất cả chúng ta hẳn rất trông mong mọi nhà sản xuất lớn trong ngành đều sẽ sử dụng công nghệ mới.

Vậy chúng ta nên trông đợi gì từ những công ty chip và ngành công ngiệp SoC di động trong năm tới?

Một bước nhảy vọt lớn về sức mạnh CPU

Những bộ xử lý Android thế hệ tiếp theo có thể sẽ đạt được một bước tiến lớn nhất về hiệu năng CPU trong thời gian lâu nay, bởi CPU ARM Cortex-X1 mới sẽ ưu tiên sức mạnh hơn độ hiệu quả. Với chiến lược này, bạn có thể kỳ vọng sức mạnh của bộ xử lý có thể được cải thiện lên đến 30% so với nhân Cortex-A77 hiện đang được sử dụng trong nhiều chipset flagship của Qualcomm, Samsung và MediaTek. Dự kiến, Cortex-X1 sẽ mạnh mẽ hơn 23% so với Cortex-A78, vốn được giới thiệu cùng với Cortex-X1.

ARM tuyên bố rằng Cortex-X1 chỉ có thể có sẵn cho các nhà sản xuất chipset cụ thể, đồng nghĩa rằng một số thương hiệu chip sẽ không thể sử dụng CPU mạnh mẽ này. Như vậy, khả năng cao, Qualcomm sẽ có quyền sử dụng CPU mới này của ARM, nhưng Samsung hoặc MediaTek thì vẫn chưa rõ.

Mong đợi gì từ những GPU trong năm 2021

GPU Mali-G78 của ARM là một bản cập nhật khiêm tốn so với Mali-G77 có trên những con chip cao cấp của MediaTek và Samsung. Thế nên, một sự thật là các game thủ di động sẽ không thấy được sự khác biệt đáng kể nào giữa 2 GPU này.

Điều này đặt ARM vào một tình huống khá thú vị trong năm 2021, đặc biệt là khi Samsung quyết định hợp tác với AMD trên những GPU smartphone. Hồi tháng 7 năm ngoái, Samsung tiết lộ rằng, công nghệ GPU mới sẽ được triển khai trong những sản phẩm được ra mắt "trong 2 năm sau", tức năm 2021.

Sự hợp tác giữa Samsung và AMD cùng khả năng xử lý đồ họa mạnh mẽ Adreno của Qualcomm đã khiến những GPU của ARM không hề phù hợp cho các bộ xử lý cao cấp.

Tiếp theo là Mali-G68. Đây là GPU đầu tiên trong dòng cận cao cấp của ARM, sở hữu nhiều tính năng tương tự Mali-G78 và được định hướng cao hơn dòng Mali-G5X. Trước đây, một số thiết bị của Xiaomi đã sử dụng GPU flagship của ARM (dù rằng chỉ có 4 nhân), chẳng hạn như Redmi Note 8 Pro, mang lại hiệu năng khá tốt. Thế nên, hi vọng Mali-G68 sẽ giúp hiệu năng đồ họa trên những chiếc điện thoại tầm trung trở nên tuyệt vời hơn.

Các GPU đã dần trở nên quan trọng hơn bao giờ hết trong thời đại màn hình tần số quét cao. Ngay cả những chiếc điện thoại 200 USD – 300 USD cũng đã cung cấp màn hình 90Hz hoặc 120Hz. Vì vậy, hi vọng Mali-G68 sẽ giúp thu hẹp khoảng cách giữa những bộ xử lý di động giá rẻ và flagship.

Chuyển sang những thiết kế hiệu quả hơn

Tiến trình sản xuất được sử dụng để tạo ra mỗi chipset (được đo bằng đơn vị nanomet) cũng là một yếu tố quan trọng khác. Con số này càng nhỏ, mức tiêu thụ điện năng càng ít nhưng sức mạnh càng tăng lên. Hồi năm 2014, những bộ xử lý di động cao cấp sử dụng tiến trình 28nm, giờ đây, con số này lại được thu xuống còn 7nm.

Những bộ xử lý điện thoại Android cao cấp dự kiến sẽ chuyển sang tiến trình 5nm nhỏ hơn trong năm 2021. Lẽ dĩ nhiên, những công ty lớn chắc chắn rất muốn tham gia vào xu hướng này. Thế nhưng, những con chip tầm trung lại thường tụt hậu hơn trong vấn đề này. Do vậy, chúng có thể sẽ được áp dụng thiết kế 7nm hoặc lớn hơn một chút trong một khoảng thời gian.

Những CPU mới cũng thường mang đến nhiều cải tiến về mức độ hiệu quả và ARM Cortex-A55 là một CPU nhẹ được nhiều nhà sản xuất lựa chọn để kết hợp với những CPU mạnh mẽ hơn. Mặc dù vậy, tuổi đời của Cortex-A55 đã rất lâu – lần đầu được phát hành vào năm 2017. Đáng tiếc là ARM không tung ra một phiên bản kế nhiệm nào cho nó. Đây quả là một điều đáng thất vọng. Hi vọng, chúng ta sẽ thấy thế hệ tiếp theo trong năm tới và có thể được đưa vào những chiếc điện thoại 100 USD – 150 USD.

5G thì sao?

Việc chuyển sang 5G sẽ mang theo một vài vấn đề, một trong số đó là mức tiêu thụ điện năng. May mắn thay, việc thay đổi thiết kế sang 5nm cũng sẽ giúp những chipset 5G tiêu thụ ít năng lượng hơn.

Bên cạnh đó, chúng ta cũng nên kỳ vọng, những công ty sản xuất chip lớn như Qualcomm sẽ tích hợp các modem 5G vào nhiều chipset flagship của mình, giúp tăng độ hiệu quả rõ rệt. Và khi kết hợp với việc chuyển sang thiết kế 5nm, chúng ta có thể mong đợi những flagship trong năm tới sẽ có thời lượng pin tốt hơn so với năm nay.

Modem X60 mới nhất của Qualcomm cũng mang đến một số cải tiến, chẳng hạn như 5G Voice-over-NR, cùng với việc cải thiện khả năng tổng hợp mạng nhằm mang lại tốc độ và độ ổn định tốt hơn. Gã khổng lồ chip di động đến từ Mỹ này cũng đang thu nhỏ những mô-đun mmWave cho các chiếc smartphone 2021. Các linh kiện nhỏ hơn sẽ giúp tăng không gian bên trong nhằm nhồi nhét những viên pin lớn hơn.

Đối thủ của Qualcomm, MediaTek, cũng đã sẵn sàng cải thiện những khả năng 5G của mình trong tương lai. Công ty Trung Quốc này hiện vẫn chưa hỗ trợ mmWave, nhưng trước đây có tiết lộ rằng, họ đang phát triển một giải pháp cho khả năng này.

Nâng cấp các kết nối

Wi-Fi 6 đã cập bến rất nhiều chiếc điện thoại năm 2019 và 2020, nhờ vào những bộ xử lý cao cấp và cận cao cấp mới nhất. Thậm chí, công nghệ này còn được đưa đến con chip Snapdragon 460 vốn tập trung vào phân khúc giá rẻ, dù rằng những chiếc điện thoại trang bị con chip này phải đến cuối năm mới xuất hiện.

Ngay khi nhiều con chip và điện thoại sở hữu Wi-Fi 6, chúng ta tiếp tục thấy được sự xuất hiện của Wi-Fi 6E. Đừng mong đợi tốc độ sẽ nhanh hơn, nhưng nó sẽ giảm bớt sự tắc nghẽn và cải thiện độ trễ. Những chiếc điện thoại có Wi-Fi 6E sẽ phụ thuộc rất nhiều vào sự hỗ trợ của bộ xử lý, thế nên, chúng ta vẫn phải chờ xem, liệu các con chip Snapdragon, Dimension hay Kirin sắp tới có hỗ trợ tính năng này hay không.

Thực tế, Qualcomm đã công bố sự hỗ trợ Wi-Fi 6E trong bộ kết nối FastConnect 6700 và FastConnect 6900 mới của mình. FastConnect là tên của những linh kiện kết nối không dây có trong các con chip Snapdragon của Qualcomm. Vì vậy, chúng ta có thể mong đợi Wi-Fi 6E sẽ được hỗ trợ tỏng những bộ xử lý di động cao cấp sắp tới.

Bluetooth cũng là một tính năng kết nối quan trọng khác. Nhiều chipset cao cấp đã hỗ trợ Bluetooth 5.1 và một số SoC tầm trung cũng có tính năng này, Tuy nhiên, Snapdragon 768G vừa công bố mới đây đã hỗ trợ Bluetooth 5.2. Qualcomm bổ sung thêm rằng Bluetooth 5.2 cũng sẽ được tích hợp với những bộ FastConnect nói trên.

Bluetooth 5.2 mang đến những cải tiến như Low Energy Audio (LE Audio) giúp truyền âm thanh không dây trở nên tiết kiệm năng lượng hơn, hỗ trợ Audio Broadcast cũng như codec LC3. Dĩ nhiên, nó sẽ phụ thuộc vào việc SoC có hỗ trợ hay không. Dẫu vậy, tiêu chuẩn mới cũng đồng nghĩa rằng bạn sẽ có chất lượng âm thanh tốt hơn, kết nối đáng tin cậy hơn so với AptX độc quyên. Thế nên, nó rất đáng để chờ đợi.

Học máy

Gần như tất cả các bộ xử lý Android flagship, bao gồm Huawei, MediaTek, Qualcomm và Samsung, đều được trang bị những NPU, APU hoặc bộ gia tốc AI. Bên cạnh đó, những đơn vị này cũng đã được đưa vào phân khúc tầm trung.

Tuy nhiên, ở hiện tại, nhiều nhà sản xuất chipset chưa thể mang các phần cứng máy học này đến với những bộ xử lý cấp thấp. Sẽ khó lòng mong đợi điều này thay đổi trong 2021 , bởi những tiến bộ của CPU và GPU đồng nghĩa rằng nhiều tác vụ máy học có thể hoạt động với tốc độ nhanh hơn mà không cần đến bộ xử lý thần kinh (neural) chuyên dụng. Hơn nữa, việc nâng cấp CPU và GPU cũng đồng nghĩa rằng các tác vụ học máy sẽ không gây hao pin nhiều như trước đây.

Tuy nhiên, khi nhiều thương hiệu smartphone tiếp tục đẩy mạnh những tác vụ nội suy ngoại tuyến như Live Caption, tăng cường thực tế (AR) hay xử lý độ phân giải cực cao, hi vọng các nhà sản xuất chip sẽ tích hợp những đơn vị xử lý chuyên dụng cho những chipset của mình.

Tất cả điều này có ý nghĩa gì với Samsung Exynos?

Exynos 990 thu hút rất nhiều sự chú ý tiêu cực do khoảng cách thực tế giữa nhó và chipset Snapdragon 865 của Qualcomm. Dẫu vậy, có lý do để tin rằng Samsung sẽ xây dựng lại bộ phận sản xuất chip của mình trong năm 2021.

Bên cạnh mối quan hệ đối tác với AMD về mặt đồ hoạ, Samsung cũng đang nỗ lực rất nhiều trong việc cải thiện CPU. Bộ phận CPU tùy biến Austin của Samsung đã ngừng hoạt động vào cuối năm ngoái. Điều đó đồng nghĩa rằng những CPU của Samsung chắc chắn sẽ phải sử dụng công nghệ Cortex của ARM.

Có vẻ như, đây là thời điểm tốt để Samsung từ bỏ những CPU của mình và tận dụng ARM, bởi Cortex-X1 dường như được tập trung rất nhiều vào hiệu năng. Chưa rõ liệu chúng ta sẽ thấy chipset Samsung Exynos đầu tiên được tích hợp đồ họa AMD trong năm 2021 hay không.

Huawei thì sao?

Từ khi Mỹ ban hành lệnh cấm, bộ phận HiSilicon của Huawei đã phải nỗ lực hơn rất nhiều trong khả năng sản xuất những con chip cây nhà lá vườn. Và quan trọng hơn, Qualcomm không được phép cung cấp chip cho công ty này, buộc HiSilicon phải lấp đầy khoảng trống này.

Dẫu vậy, vận đen vẫn chưa hết ám công ty Trung Quốc này khi Nhà Trắng quyết định siết chặt quy định với những đối tác sản xuất chip của Huawei, chẳng hạn như TSMC. Khó khăn chồng chất khó khăn đối với Huawei bởi điều này sẽ ảnh hưởng trầm trọng đến việc cung cấp các bộ xử lý cho những thiết bị Android của công ty.

Thương hiệu Trung Quốc này cho biết, họ đã xây dựng một kho dự trữ chipset. Bên cạnh đó, quy định mới của Mỹ vẫn cho phép một số con chip hiện đang được sản xuất vận chuyến đến Huawei. Chắc chắn, điều này sẽ ảnh hưởng đáng kế đến khả năng phát triển công nghệ mới nhất của công ty. Một thiết kế chip tuyệt vời sẽ chẳng là gì nếu nhà cung cấp chip không thể sản xuất ra chúng.

Một khả năng khác, Huawei chuyển sang các nhà sản xuất chip thay thế như Samsung hay những xưởng đúc nhỏ hơn tại Trung Quốc. Thế nhưng, điều này phải phụ thuộc vào lượng công nghệ Mỹ mà họ áp dụng để sản xuất những bộ xử lý. Một số thông tin gần đây tiết lộ, Huawei đã chuyển sang xưởng đúc Trung Quốc SMIC để sản xuất một số chip. Dẫu vậy, chúng đều sẽ áp dụng thiết kế 14nm thay vì 7nm có trên những SoC flagship hiện tại.

Một yếu tố quyết định khác đối với khát vọng trong năm 2021 của Huawei đó chính là mối quan hệ giữa họ và nhà thiết kế chip ARM, bởi thương hiệu Trung Quốc này vẫn đang sử dụng các CPU và GPU của ARM trong những bộ vi xử lý cây nhà lá vườn của mình. Vào thời điểm lệnh cấm thương mại của Mỹ được ban hành hồi tháng 05/2019, ARM cho biết rằng, họ vẫn sẽ tuân thủ các quy định. Thế nhưng, đến tháng 10/2019, nhà thiết kế chip này đã cho biết rằng Huawei vẫn có quyền truy cập vào công nghệ thế hệ tiếp theo.

Những CPU cùng GPU mới nhất của ARM rõ ràng là sự pha trộn giữa tiến hóa và cách mạng đối với công ty này, bao gồm Cortex-A78 và Mali-G78. Trong khi đó Cortex-X1 và Mali-G68 lại đại diện cho những sự mạo hiểm mới trên các bộ xử lý Android.

Giữa các rắc rối về chip của Huawei, Samsung từ bỏ CPU tùy biến của riêng mình cũng như áp dụng GPU từ AMD và sự trưởng thành của công nghệ 5G, 2021 rõ ràng sẽ là một năm định hình lớn cho cả ngành công nghiệp.

Minh Hùng theo Android Authority