4 SoC so găng: Snapdragon 810, Exynos 7420, MediaTek Helio X10 và Kirin 935

Trang công nghệ AndroidAuthority vừa tiến hành đọ 4 hệ thống vi xử lý (SoC) đầu bảng hiện nay là Snapdragon 810, Exynos 7420, MediaTek Helio X10, Kirin 935 và tham chiếu thêm cả Snapdragon 801 để xem vi xử lý nào là tốt nhất?

Trước khi đi vào so sánh chi tiết, chúng ta cùng tìm hiểu sơ bộ về công nghệ SoC cao cấp hiện nay.

SoC là gì?

Hiểu đơn giản, SoC (System-on-a Chip) là vi xử lý tích hợp nhiều chức năng. SoC dùng trên smartphone hiện nay không đơn thuần chỉ có CPU mà còn tích hợp cả GPU, chip xử lý hình ảnh và chip sóng GSM (2G), 3G và LTE 4G. Không dừng lại ở đó, nhiều SoC còn được gắn cả chip xử lý GPS, USB, NFC, Bluetooth và máy ảnh.

Nhìn chung, SoC đóng vai trò định hình những gì smartphone có thể làm được và không thể làm được, đồng thời cũng xác định hiệu năng và hiệu suất pin của thiết bị. Nói cách khác, SoC là thứ rất cần biết khi quyết định lựa chọn smartphone.

Hiện nay, có 4 nhà sản xuất SoC cho smartphone được coi là lớn gồm Qualcomm với dòng SoC Snapdragon, Samsung với dòng Exynos, MediaTek với dòng chip MT và Helio và Huawei với dòng chip Kirin do HiSilicon, công ty con của Huawei đảm nhiệm.

Các nhà sản xuất này đều có nhiều sản phẩm SoC khác nhau cho smartphone từ phân khúc thấp đến cao. Xét về số lượng thì SoC cho smartphone tầm trung và thấp chiếm phần lớn và rất quan trọng với các nhà sản xuất nhưng vinh quang thực sự lại nằm ở phân khúc cao cấp.

Đó là lý do trang công nghệ AndroidAuthority thực hiện bài so sánh 4 SoC cao cấp hiện nay gồm Snapdragon 810, Exynos 7420, MediaTek Helio X10 và HiSilicon Kirin 935 để xem đâu là SoC tốt nhất. Ngoài 4 SoC trên, bài so sánh còn có thêm cả SoC Snapdragon 801 đời cũ (ra mắt từ 2013) nhưng vẫn được dùng trên một số smartphone cao cấp mới và cũng là SoC có tiếng về hiệu năng và độ ổn định của Qualcomm.

Số lõi

Nhìn vào bảng trên, bạn sẽ thấy rằng vi xử lý 8 lõi là tiêu chuẩn phổ thông hiện nay. Ngoại trừ Snapdragon 801 đời cũ, các SoC mới còn lại đều có 8 lõi CPU. Để hỗ trợ 8 lõi CPU, những chip này sử dụng công nghệ của ARM gọi là big.LITTLE.

Ý tưởng đằng sau big.LITTLE là không phải tất cả các lõi đều giống như. Bạn sẽ thấy một cụm lõi Cortex-A57 và một cụm lõi Cortex-A53, trong đó A57 là lõi hiệu năng cao, còn A53 hiệu năng thấp với khả năng tiêu pin ít hơn. Các tác vụ chạy trên các lõi A53 sử dụng ít năng lượng hơn nhưng có thể chạy chậm hơn. Còn các tác vụ chạy trên các lõi hiệu năng cao sẽ mượt nhanh hơn nhưng cũng hao pin nhiều hơn. Nhưng có trường hợp ngoại lệ là chip 8 lõi Kirin 935 và MediaTek Helio X10 đều sử dụng cụm lõi Cortex-A53 ở tốc độ khác nhau.

Số lõi vi xử lý có thể sẽ thay đổi trong thời gian tới. Thế hệ chip mới của Qualcomm là Snapdragon 820 sẽ quay trở lại sử dụng 4 lõi theo thiết kế của Qualcomm thay cho thiết kế lõi của ARM. Trong khi đó, MediaTek sẽ sớm ra mắt SoC 10 lõi CPU gọi là Helio X20.

GPU

Có 3 nhà thiết kế GPU cho di động lớn hiện nay là ARM, Qualcomm và Imagination. Các GPU của ARM được biết đến với tên Mali, trong đó có Mali-T760 dùng trong Exynos 7420 và Mali T628 trên SoC Kirin 935. GPU của Qualcomm có thương hiệu là Adreno, trong đó Snapdragon 810 sử dụng Adreno 430 và Snapdragon 801 sử dụng Adreno 330. Nhà cung cấp GPU thứ ba là Imagination với sản phẩm PowerVR. GPU của Imagination hiện được dùng trên điện thoại của Apple và trên SoC của Mediatek, cụ thể thì MediaTek Helio X10 sử dụng PowerVR G6200.

Rất khó để so sánh các GPU chỉ dựa vào thông số. Chúng đều hỗ trợ OpenGL ES 3.1, RenderScript và có số gigaFLOP cao. Tất nhiên, các bài test chạy các game 3D sẽ giúp đánh giá tương đối thực tế sức mạnh của các GPU.

Công nghệ sản xuất

Sản xuất chip không dễ, đó là quy trình phức tạp cần có nhiều máy móc hiện đại và đắt tiền. Một trong những thông số quan trọng và được biến đến phổ thông nhất về sản xuất chip dịch nôm na là "nút tiến trình" (process node), xác định kích cỡ của bóng bán dẫn (transistor) và khoảng cách giữa các transistor.

Các SoC Helio X10, Kirin 935 và Snapdragon 801 đều được sản xuất dựa trên tiến trình 28nm. Snapdragon 810 sử dụng tiến trình 20nm, trong khi Exynos 7420 sử dụng tiến trình 14nm gọi là 14nm FinFET.

Nhìn chung, chip càng nhỏ thì càng khó sản xuất. CPU Intel 4004 ra mắt năm 1971 được sản xuất trên tiến trình 10.000nm. Vào năm 1989, con số này được giảm xuống 800nm trên CPU Intel 486. Đến năm 2001, nút tiến trình được giảm xuống còn 130nm và được các hãng như Intel, Texas Instruments, IBM và TSMC sử dụng phổ biến trên các vi xử lý của họ gồm Pentium III và Athlon XP.

Vào thời điểm ban đầu của smartphone, các chip như Samsung Exynos 3 Single có mặt trên Google Nexus S sử dụng công nghệ 45nm. Ngày nay, con số này giảm xuống còn 28nm đến 14nm. Điểm quan trọng ở con số của nút tiến trình càng nhỏ thì càng tiêu hao ít năng lượng và sinh nhiệt ít hơn, cả hai yếu tố đều rất quan trọng với các thiết bị di động. Tuy nhiên, tiến trình sản xuất cũng chỉ là một trong nhiều yếu tố tác động đến hiệu năng và mức độ sử dụng năng lượng của SoC. Và các chip sử dụng tiến trình 28nm không có nghĩa là sẽ tiêu hao năng lượng gấp hai lần chip 14nm.

Snapdragon 810

Snapdragon 810 là vi xử lý 64-bit cao cấp của Qualcomm. Nó có 8 lõi gồm 4 lõi Cortex-A53 và 4 lõi Cortex-A57. SoC này sử dụng công nghệ big.LITTLE của ARM, nghĩa là các lõi Cortex-A53 tiết kiệm điện được sử dụng cho các tác vụ nhẹ và các lõi Cortex-A57 được kích hoạt khi có các tác vụ nặng cần đến sức mạnh xử lý cao hơn. Snapdragon 810 còn được tích hợp GPU Adreno 430, chip xử lý tín hiệu số Hexagon V56 DSP và modem X10 LTE.

Lịch sử của Snapdragon 810 có thể nói là khá chật vật đối với Qualcomm. Một khách hàng lớn của hãng này là Samsung đã không dùng Snapdragon 810 trên các sản phẩm Galaxy S6 và Note 5, thay vào đó chỉ dùng Exynos 7420. Chip này cũng đi kèm với nhiều câu chuyện về vấn đề quá nhiệt và phải bóp sức mạnh xử lý. Qualcomm đã cố gắng vớt vát hình ảnh của Snapdragon 810 bằng cách ra phiên bản mới gọi là V2.1, nhưng vấn đề quá nhiệt vẫn tồn tại khi quay phim 4K trên các sản phẩm như Sony Xperia Z5 Compact.

Exynos 7420

Đây là vi xử lý được dùng trên các thiết bị cao cấp của Samsung như Galaxy S6, Galaxy S6 Edge + và Galaxy Note 5. Giống như Snapdragon 810, nó sử dụng 4 lõi Cortex-A53 và 4 lõi Cortex-A57. Nhưng thay vì dùng GPU Adreno 430, Samsung lại tích hợp Mali-T760 MP8 của ARM trên dòng chip này.

Mali-T760 có 8 lõi được quảng cáo là tăng hiệu năng sử dụng năng lượng tới 400% so với Mali-T604. Điều này có được là nhờ vào các tính năng công nghệ như kỹ năng giảm băng thông – giảm số lượng dữ liệu chuyển qua lại, nhờ đó giảm mức độ năng lượng sử dụng cho GPU hay Smart Composition, chỉ dựng những phần khung hình bị thay đổi.

Nhờ vào tiến trình sản xuất nhỏ 14nm, SoC 7420 của Samsung đã tăng được 200MHz về tốc độ xử lý CPU và 72MHz về tốc độ GPU so với Exynos 5433. Đây là SoC đầu tiên của Samsung hỗ trợ bộ nhớ LPDDR4 chạy trên cấu hình kênh đôi 32-bit với tốc độ 1552MHz. Băng thông tối đa đạt tới 25,6 GB/s.

MediaTek Helio X10

Đầu năm nay, MediaTek đã ra mắt dòng SoC mới Helio. Không như các dòng SoC MTxxxx, Helio đưa Mediatek tiến lên sánh ngang tầm với thương hiệu Snapdragon của Qualcomm và Exynos của Samsung. SoC Helio đầu tiên của Mediatek là Helio X10 với 4 lõi Cortex-A53 tốc độ 2GHz và 4 lõi Cortex-A53 tốc độ 2.2GHz cùng với GPU tích hợp là PowerVR 6200.

Nếu thông số này có thể khiến bạn thấy quen quen thì bạn đã chính xác, các thông số này thực chất là của SoC MediaTek MT6795 và có thể nói Helio X10 chỉ là tên mới của MT6795.

Các tính năng về đa phương tiện của Helio X10 cũng khá ấn tượng: ghi video 480 fps, màn hình 120Hz và giải mã video độ nét cao 4K/2K tốc độ 30 fps.

Kirin 935

Các smartphone sử dụng các SoC Kirin bắt đầu xuất hiện từ giữa năm 2014, đều là sản phẩm của Huawei. HiSilicon là công ty con thuộc sở hữu của Huawei là đơn vị phát triển Kirin và SoC Kirin đầu tiên có 4 lõi Cortex-A9 được dùng trên Huawei Ascend P7. Từ đó, HiSilicon đã ra đời nhiều SoC Kirin khác mạnh hơn gồm cả SoC 8 lõi 32-bit và 64-bit. Công ty này cũng vừa giới thiệu SoC mới là Kirin 950. Kirin 950 sử dụng 4 lõi Cortex-A72 (đời sau của Cortex-A57) và 4 lõi Cortex A53 kết hợp với GPU Mali-T880.

Kirin 935 sử dụng 4 lõi Cortex-A53 tốc độ 2.2 GHz và 4 lõi Cortex-A53 khác chạy ở tốc độ 1.5 GHz. GPU được tích hợp là Mali-T628 MP4 của ARM.

Snapdragon 801

Snapdragon 801 có nhiều khác biệt so với các SoC trên. Đầu tiên, đây là vi xử lý 32-bit sử dụng kiến trúc ARMv7, con các SOC đều dùng kiến trúc ARM v8 64-bit. Tiếp đến, đây là SoC 4 lõi và sử dụng kiến trúc Krait tương thích với ARM do Qualcomm thiết kế không phải kiến trúc thuần của ARM.

Theo trang AndroidAuthority, sở dĩ họ đưa Snapdragon 801 vào bài so sánh này là để có thêm cơ sở tham thiếu. SoC Snapdragon 800 và Snapdragon 801 là những sản phẩm nổi tiếng và xuất hiện trên nhiều smartphone đình đám. Bạn có thể thấy Snapdragon 801 trên nhiều thiết bị như Sony Xperia Z3, LG G3, Samsung Galaxy S5, HTC One M8 và OnePlus One.

Các điện thoại được sử dụng để so sánh

Các điện thoại được trang AndroidAuthority sử dụng trong bài đánh giá gồm:

;        Snapdragon 810: Sony Xperia Z5 Compact

         Exynos 7420: Samsung Galaxy Note 5

         MediaTek Helio X10: Xiaomi Redmi Note 2

         Kirin 935: Huawei Mate S

         Snapdragon 801: ZUK Z1

Nhìn vào các sản phẩm trên, chúng ta có thể thấy có sản phẩm được dùng làm máy so sánh không phải là những sản phẩm tốt nhất sử dụng SoC đó, chẳng hạn như Xiaomi Redmi Note 2 không phải là smartphone tốt nhất dùng Helio X10 hay ZUK Z1 không phải là máy tốt nhất dùng Snapdragon 801. Tuy nhiên, trang AndroidAuthority cho rằng sự khác biệt giữa các máy sẽ không lớn đến mức làm thay đổi kết quả chung.

Một điểm nữa cùng cần lưu ý là độ phân giải màn hình là yếu tố lớn tác động đến kết quả đo hiệu năng, nhất là bài test về GPU. Cả CPU và GPU sẽ nhẹ gánh hơn khá nhiều khi xử lý điện thoại dùng màn hình Full-HD so với điện thoại dùng màn hình 2K.

Các bài đo hiệu năng

Phần so sánh hiệu năng giữa các SoC được trang AndroidAuthority thực hiện qua các phần mềm đo hiệu năng (benchmark) phổ biến như AnTuTu, Geekbench và sử dụng trong thực tế.

AnTuTu

AnTuTu là công cụ đo hiệu năng tiêu chuẩn trên Android hiện nay. Phần mềm này đo hiệu năng của cả CPU và GPU để đưa ra kết quả chung. Ở bài test này, kết quả đo được ghi nhận hai lần: một lần test ngay sau khi mở máy và một lần sau khi chơi 30 phút chơi demo 3D của game Epic Citadel (để xem máy nóng lên ảnh hưởng thế nào đến kết quả).

Điểm Antutu: điểm màu xanh là điểm đo ngay sau khi mở máy và màu đỏ là điểm đo sau 30 phút chơi demo 3D game Epic Citadel.

Kết qủa trong bảng trên cho thấy Exynos 7420 ghi điểm cao nhất, tiếp đến là Snapdragon 810. Đứng thứ ba là Kirin 935, thứ 4 là Snapdragon 801 và cuối bảng là Helio X10. Sau khi chạy game Epic Citadel trong 30 phút, hiệu năng đều giảm trên các thiết bị trừ Kirin 935 và Snapdrgon 801. Tuy vậy, thứ hạng chung vẫn không thay đổi.

Geekbench

Phần mềm này đánh giá hiệu năng của CPU, cũng được thực hiện 2 lần. Lần đầu đo sau khi mở máy và lần sau đo sau 30 phút chơi demo 3D của game Epic Citadel (ngay sau khi chạy bài AnTuTu phía trên thì chạy tiếp Geekbench). Kết quả được chia ra làm hai bảng, một bảng là kết quả đo hiệu năng đơn nhân và một bảng đo hiệu năng xử lý đa nhân.

Bảng kết quả đơn nhân thể hiện tốc độ của từng lõi CPU, bất kể là SoC có bao nhiêu CPU. Ở kết quả này, Exynos 7420 đứng đầu với 1504 điểm, tiếp sát ngay sau là Snapdragon 810. 3 SoC còn lại chênh nhau không đáng kể.

Ở bài test hiệu năng đa nhân, Exynos 7420 vẫn đứng đầu, tiếp đến là Helio X10 thay thế cho Snapdragon 810 ở vị trí thứ hai. Sau khi 30 phút chạy game Epic Citadel, Snapdragon 801 và Kirin 935 còn hoạt động tốt hơn tuy vậy vị trí chung vẫn không thay đổi.

CPU Prime Benchmark

Tương tự hai bài đo hiệu năng trên, bài test với CPU Prime Benchmark cũng được thực hiện hai lần. Lần đầu chạy khi thiết bị còn mát, không có ứng dụng nào đang chạy và lần sau chạy sau khi quay phim Full-HD trong 10 phút.

Ở bài test đầu tiên, Exynos 7420 đứng đầu, tiếp theo là Snapdragon 810 rồi đến Helio X10, Kirin 935 và Snapdragon 801. Sau 10 phút quay phim Full- HD, Exynos 7420 và Snapdragon 801 đã giữ được điểm số tương tự bài test đầu. Đáng chú ý, Kirin 935 còn ghi điểm tốt hơn, vượt Helio X10 trong khi Snapdragon 810 giảm điểm tới 8% từ 20771 xuống còn 18935.

Sử dụng thực tế

Bài test thực tế được thực hiện trong hai kịch bản. Kịch bản đầu tiên là thời gian mở game Need For Speed No Limits và kịch bản thứ hai là khả năng xử lý ứng dụng Kraken Javascript. Kraken được Mozilla phát triển để đánh giá tốc độ nhiều trường hợp test khác nhau dựa trên việc mô phỏng các thư viện và ứng dụng thực tế.

Thời gian được tính theo giây, số càng nhỏ càng tốt

Ở bài test tốc độ mở game Need For Speed No Limits, Sony Xperia Z5 Compact có kết quả khá kém, đứng cuối bảng. Vị trí đầu tiên thuộc về Exynos 7420 và Kirin 935, trong khi Helio X10 và Snapdragon 801 đứng sau với chênh lệch không đáng kể. Cũng lưu ý là có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến bài test này, trong đó có tốc độ của bộ nhớ RAM. Vì vậy, hiệu năng kém cỏi của Xperia Z5 Compact có thể không hẳn chỉ do Snapdragon 810.

Thời gian được tính theo giây, số càng nhỏ càng tốt

Với bài test Kraken, kết quả lại trở lại bình thường. Snapdragon 810 đứng ở vị trí thứ hai sau Exynos 7420 và vị trí thứ 3 thuộc về Snapdragon 801. Hai SoC Helio X10 và Kirin 935 đạt kết quả khá kém.

Kết luận

Trước khi xem xét các vi xử lý 64-bit, chúng ta cần dành lời khen ngợi Snapdragon 801 của Qualcomm. SoC này đạt điểm khá tốt trong các bài đo hiệu năng và tính trung bình thì tương đồng với Kirin 935 và Helio X10.

Với chung các SoC tham gia, Exynos 7420 dành thắng lợi rõ rệt. Nó thực hiện tốt hầu như mọi bài test và không bị ảnh hưởng nhiều bởi việc quá nhiệt. Đứng thứ hai là Snapdragon 810. Cả Exynos 7420 và Snapdragon 810 đều sử dụng Cortex-A57/A53 với công nghệ big.LITTLE nhưng có GPU khác nhau. Mặc dù hiệu năng của Snapdragon 810không chênh nhiều so với Exynos 7420 nhưng rõ ràng SoC này bị ảnh hưởng nhiều bởi nhiệt độ. Hiệu năng của Snapdragon 810 giảm tới 8% trong bài test CPU Prime Benchmark sau 10 phút quay phim Full HD.

Với hai SoC còn lại, dường như sự chênh lệch không đáng kể. Thỉnh thoảng Helio X10 nhanh hơn Kirin 935 (ví dụ ở bài test CPU Prime Benchmark) nhưng điểm AnTuTu và Geekbench đơn nhân lại thấp hơn Kirin 935.

Tổng kết lại, Exynos 7420 là SoC Android tốt nhất hiện nay và Snapdragon 810 đứng sát thứ hai. các SoC còn lại gồm Helio X10, Kirin 935 và Snapdragon 801 đều là những lựa chọn tốt với các smartphone ở phân khúc tầm trung.

NHM