Thành công của Qualcomm với những SoC kiến trúc ARM trang bị cho smartphone Android là điều không cần phải bàn cãi nữa. Thế nhưng thành công ở những mảng chip xử lý các thiết bị công nghệ khác thì vẫn đang là dấu hỏi chấm rất lớn. Điều này đặc biệt đúng với những sản phẩm SoC của Qualcomm, phục vụ thị trường máy tính cá nhân chạy Windows ARM.
Để công bằng thì đến giờ phút này thế giới Windows vẫn kẹt với kiến trúc tập lệnh x86, chưa thể chuyển dịch sang ARM không hẳn là lỗi của riêng mình Qualcomm. “Tiên trách kỷ”, bản thân Windows-on-ARM lẫn hệ thống phần mềm ứng dụng phục vụ người dùng còn chưa hoàn thiện, thì chip mạnh đến đâu hay tiết kiệm điện tới đâu cũng không còn quan trọng nữa.
Nhưng ở khía cạnh ngược lại, giống câu chuyện con gà quả trứng, thực trạng các thiết bị chạy Windows ARM chưa phổ biến cũng khiến các nhà phát triển ứng dụng và phần mềm e dè với việc hỗ trợ nền tảng kiến trúc tập lệnh mới. Và để thuyết phục thị trường cũng như người dùng, những thế hệ chip đời sau mạnh hơn đời trước 10 đến 15% không còn lý tưởng nữa. Qualcomm cần một sản phẩm mới, với bước nhảy hiệu năng và tiêu thụ điện năng vượt trội hoàn toàn so với những SoC ARM hiện giờ.
Sau ba năm làm việc cật lực, Qualcomm nói họ đã có sản phẩm như vậy. Đấy là Snapdragon X Elite, SoC ARM thế hệ mới phục vụ máy tính cá nhân chạy Windows.
Để công bằng thì đến giờ phút này thế giới Windows vẫn kẹt với kiến trúc tập lệnh x86, chưa thể chuyển dịch sang ARM không hẳn là lỗi của riêng mình Qualcomm. “Tiên trách kỷ”, bản thân Windows-on-ARM lẫn hệ thống phần mềm ứng dụng phục vụ người dùng còn chưa hoàn thiện, thì chip mạnh đến đâu hay tiết kiệm điện tới đâu cũng không còn quan trọng nữa.
Nhưng ở khía cạnh ngược lại, giống câu chuyện con gà quả trứng, thực trạng các thiết bị chạy Windows ARM chưa phổ biến cũng khiến các nhà phát triển ứng dụng và phần mềm e dè với việc hỗ trợ nền tảng kiến trúc tập lệnh mới. Và để thuyết phục thị trường cũng như người dùng, những thế hệ chip đời sau mạnh hơn đời trước 10 đến 15% không còn lý tưởng nữa. Qualcomm cần một sản phẩm mới, với bước nhảy hiệu năng và tiêu thụ điện năng vượt trội hoàn toàn so với những SoC ARM hiện giờ.
Sau ba năm làm việc cật lực, Qualcomm nói họ đã có sản phẩm như vậy. Đấy là Snapdragon X Elite, SoC ARM thế hệ mới phục vụ máy tính cá nhân chạy Windows.
Nhân CPU của Snapdragon X Elite, như đã nói, ứng dụng kiến trúc chip xử lý tên mã Oryon của những kỹ sư tại Nuvia. Và nền tảng máy tính Windows ARM sẽ là bước thử nghiệm đầu tiên để Oryon xuất hiện trên những chiếc smartphone, với áp lực đè lên hệ thống tản nhiệt cũng như tỷ suất hiệu năng so với tiêu thụ điện năng ngặt nghèo hơn so với những chiếc laptop, hay thậm chí là những thiết bị công nghệ khác.
Không hề loại trừ khả năng, Oryon là kiến trúc nhân CPU ARM được các kỹ sư Nuvia phát triển trước cả khi Qualcomm mua lại đơn vị này vào đầu năm 2021. Tham vọng của những kỹ sư tại đây, cũng như chính bản thân tầm quan trọng của kiến trúc Oryon là rất lớn. Vậy nên, cả cấu hình, hiệu năng lẫn thực tế sử dụng của Snapdragon X Elite sẽ là thứ được tất cả trông đợi và kỳ vọng. Lý do là, Snapdragon X Elite nói riêng, và Oryon nói chung sẽ là thứ đặt ra nền tảng cho tốc độ phát triển nghiên cứu chip xử lý trong tương lai gần của Qualcomm.
Hiện tại, Qualcomm cho biết dự kiến Snapdragon X Elite sẽ ra mắt vào giữa năm 2024. Hiện giờ cấu hình bên trong die chip bán dẫn đã chốt xong. Qualcomm còn vài tháng nữa để tối ưu con chip, sao cho sức mạnh cũng như thời lượng pin của thiết bị vận hành bởi Snapdragon X Elite ở mức hoàn hảo nhất có thể.
Hãy bắt đầu với tổng thể con chip Snapdragon X Elite.
Qualcomm chưa đưa ra con số TDP chính thức của Snapdragon X Elite, nhưng cho biết con chip có thể vận hành ở những dải công suất điện tiêu thụ tương đối rộng. Nói theo cách dễ hiểu, thì điện vào càng nhiều chip càng khỏe, nhưng ở công suất tiêu thụ điện thấp, chip vẫn tạo ra đủ hiệu năng vận hành máy tính ở sức mạnh người dùng kỳ vọng. Nhờ đó, thiết kế laptop có tản nhiệt thụ động mỏng nhẹ, hay tản nhiệt chủ động để tận dúng hết sức mạnh của Snapdragon X Elite cũng đều khả thi. Chí ít thì đó là lời hứa của Qualcomm.
Về mặt bố cục, Qualcomm vẫn sẽ sử dụng thiết kế die monolithic, không ứng dụng chiplet với cầu nối dữ liệu giữa các nhân chip xử lý. Chỉ có chip thu phát tín hiệu sóng không dây mới là một die độc lập. Và khả năng cao Snapdragon X Elite sẽ được gia công trên tiến trình N4P của TSMC.
CPU: 12 nhân kiến trúc Oryon
Quảng cáo
Cái tên mã Oryon đương nhiên xứng đáng được nhắc đi nhắc lại trong bài viết này, bởi lẽ nó là kiến trúc nhân CPU hiệu năng cao dựa trên kiến trúc tập lệnh ARM đầu tiên mà Qualcomm tự phát triển trong nhiều năm trở lại đây. Sau những thế hệ nhân CPU ARM Cortex A/X với hiệu năng chẳng đủ phục vụ nhu cầu của người dùng Windows, Qualcomm đã quyết định phải có thay đổi lớn.
Vấn đề nho nhỏ hiện giờ là, Qualcomm vẫn chưa công bố bất kỳ thông tin nào liên quan tới kích thước bộ nhớ đệm hay những thông số của nhân CPU. Thứ duy nhất có thể chắc chắn chính là tham vọng của Qualcomm. Trước khi được Qualcomm mua lại, các kỹ sư Nuvia, dưới sự quản lý của những cựu kỹ sư và giám đốc mảng chip xử lý của Apple, đang phát triển những CPU đủ sức vận hành máy chủ. Tư duy thiết kế ấy được ứng dụng cho quá trình phát triển nhân CPU Oryon. Thực tế đó cũng chính là lý do vì sao Qualcomm mua lại Nuvia, họ cần sức mạnh phát triển của những kỹ sư dày dạn kinh nghiệm để cạnh tranh với những nhà phát triển chip cho máy PC, rồi sau này sẽ là cả chip cho smartphone.
Không còn cái bố cục big.LITTLE như trước kia nữa. 12 nhân CPU trên Snapdragon X Elite không chia thành nhân hiệu năng cao hay hiệu năng thấp nữa. Tất cả đều có xung nhịp 3.8 GHz, miễn là đủ điện và hệ thống tản nhiệt đủ làm mát cho chip. Cá biệt 2 trong số 12 nhân này có thể chạy ở xung nhịp tối đa 4.3 GHz.
Hai con số xung nhịp kể trên tương đối cao, ngay cả với một con chip xử lý x86 dành cho laptop, và khác xa so với những phiên bản Snapdragon 8cx với xung nhịp tương đối thấp, thứ tạo ra hệ quả là hiệu năng không tương xứng với kỳ vọng và nhu cầu sử dụng.
Quảng cáo
Để tiện so sánh, thì Snapdragon 8cx Gen 3 chỉ có 4 nhân hiệu năng cao Coretex-X1 và 4 nhân hiệu năng thấp Cortex A78. Chỉ riêng việc Snapdragon X Elite có nhiều hơn 50% nhân xử lý đã đủ chứng tỏ sức mạnh của nó rồi. 12 nhân Oryon sẽ được chia thành 3 cụm nhân CPU trên die chip bán dẫn. Lựa chọn thiết kế như thế này có thể tạm dự đoán là để Qualcomm chia đường điện đầu vào cho từng cluster 4 nhân một cách độc lập, trong trường hợp máy tính làm việc với những tác vụ nhẹ nhàng, có thể ngắt điện vào cả một cluster để tăng thời lượng pin.
Bộ nhớ: 128-bit LPDDR5x
Để cung cấp lượng dữ liệu khổng lồ cho 12 nhân CPU trên Snapdragon X Elite vận hành tính toán là bộ nhớ LPDDR5x, bus 128-bit. Thay vì LPDDR4x trên những nền tảng Snapdragon 8cx trước đây, thì RAM LPDDR5x với tốc độ tối đa 8533 MT/s có thể giúp con chip PC mới của Qualcomm cạnh tranh với những CPU laptop của các hãng khác về mặt tốc độ của bộ nhớ, khi họ sở hữu một trong những controller điều khiển bộ nhớ nhanh nhất hiện giờ.
Về mặt bộ nhớ đệm, Qualcomm đưa ra con số tổng cộng 42MB bộ nhớ đệm nằm giữa những cụm nhân CPU xử lý logic và bộ nhớ hệ thống. Khá chắc “tổng cộng” ở đây là cả bộ nhớ đệm L2 và L3. Những thiết kế trước đây của Qualcomm có bộ nhớ đệm L3 6MB cho các nhân chip xử lý dùng chung. Nếu Snapdragon X Elite cũng ứng dụng thiết kế cache L3 như vậy, mỗi nhân CPU sẽ có 3MB bộ nhớ đệm L2.
GPU: Adreno thế hệ mới nhất
Như mọi lần, mọi thế hệ chip xử lý mới được Qualcomm giới thiệu, họ gần như không nói gì về kiến trúc chip GPU được ứng dụng, mà chỉ nói đơn giản là Adreno thế hệ mới nhất. Nhưng về mặt tính năng, có thể đưa ra những dự đoán về mặt kỹ thuật, ví dụ như nhân GPU hỗ trợ DirectX 12, hỗ trợ ray tracing thời gian thực, giống như những gì Qualcomm đã làm được với Snapdragon 8 Gen 2 ra mắt cùng thời điểm này vào năm ngoái. Và vì là một con chip dùng chạy Windows, GPU của Snapdragon X Elite gần như chắc chắn sẽ đạt chuẩn thiết kế DirectX 12 Ultimate của Microsoft.
Về mặt sức mạnh, Qualcomm đưa ra một con số duy nhất: 4.6 teraflops. Dám mạnh dạn đưa ra dự đoán, đây là sức mạnh xử lý số thực dấu phẩy động FP32, giống như hầu hết mọi GPU khác trên thị trường khi muốn mô tả hiệu năng. Trước đó, những thế hệ chip 8cx không được công bố sức mạnh teraflop, thành ra hơi khó so sánh.
Vấn đề nằm ở chỗ, teraflop nhiều khi không phải con số tương đồng giữa các thế hệ GPU khác nhau. Nên sức mạnh của nhân GPU Adreno thế hệ mới so với những GPU tích hợp của nhiều mẫu chip xử lý x86 dành cho laptop ra sao, phải trên tay sản phẩm thương mại để có câu trả lời chính xác nhất.
Controller điều khiển tín hiệu hình ảnh xuất ra màn hình của GPU hỗ trợ tối đa 4 màn hình thông qua kết nối DisplayPort 1.4. Bên cạnh màn hình chính của chiếc laptop, có thể kết nối tối đa thêm 3 màn hình nữa, một màn 5K, 2 màn 4K.
Cuối cùng, trên SoC sẽ có cả cụm chip tăng tốc xử lý tín hiệu video (VPU). Chip này không chỉ hỗ trợ giải mã tín hiệu codec AV1, mà lần đầu tiên trên một con chip của Qualcomm, hỗ trợ mã hóa codec AV1, phục vụ cho những người làm nội dung.
NPU: Kiến trúc chip xử lý AI Hexagon bản nâng cấp
Với Snapdragon X Elite, Qualcomm không chỉ có một canh bạc với nhân CPU tự phát triển tên mã Oryon. Họ còn có cụm chip tăng tốc xử lý machine learning tên mã Hexagon. Giống hệt như Intel, AMD, Nvidia hay chính bản thân Microsoft, Qualcomm cũng kỳ vọng AI sẽ trở thành một phần không thể thiếu trên hệ sinh thái các thiết bị Windows trong những năm tới. Vậy nên họ cũng đổ không ít tiền để nghiên cứu nâng cấp kiến trúc nhân NPU (neural processing unit) mang tên Hexagon.
Qualcomm quảng cáo cụm NPU này có sức mạnh 4 TOPS xử lý INT8. Con số này với 8cx Gen 3 là 15 TOPS, nhưng không rõ INT bao nhiêu.
Không giống như CPU và GPU, Qualcomm kín bưng về chi tiết kiến trúc nhân chip xử lý, NPU Hexagon được đề cập khá chi tiết, đặc biệt là những thay đổi giúp nâng cấp hiệu năng xử lý thuật toán machine learning. Từ cụm chip tensor tốc độ nhanh hơn 2.5 lần so với NPU trên Snapdragon 8cx Gen 3, cho tới bộ nhớ đệm nhiều gấp đôi (bao nhiêu thì Qualcomm không nói). Qualcomm đang nhắm tới khả năng vận hành những mô hình ngôn ngữ, vì chúng đều phụ thuộc rất nhiều vào dung lượng bộ nhớ và băng thông bộ nhớ. Theo hãng, NPU trên Snapdragon X Elite có thể xử lý 13 tỷ tham số mô hình ngôn ngữ LLaMa 2 của Meta, ngay trên chip xử lý, không cần nhờ tới trung tâm dữ liệu nào hết.
Cùng lúc, điện năng tiêu thụ của con chip này cũng được tinh chỉnh lại. Cụm chip tensor ngốn nhiều điện năng giờ có đường cấp điện riêng, và phần còn lại của cụm NPU nằm trên một đường cấp điện độc lập.
USB 4, PCIe 4 & WiFi 7
Về kết nối ổ cứng NVMe, Snapdragon X Elite hỗ trợ chuẩn PCIe Gen 4. Còn về kết nối WiFi và modem, kết nối PCIe Gen 3 sẽ được ứng dụng. Về mặt kết nối, SoC hỗ trợ kết nối chuẩn USB 4, tối đa trên chiếc máy tính trang bị con chip này sẽ có 3 cổng Type C, cùng 2 cổng USB 3.2 Gen 2, và 1 cổng USB 2.0.
Cả modem 5G lẫn modem kết nối WiFi trên Snapdragon X Elite đều là những giải pháp tách biệt so với die chip xử lý, nằm ở một vị trí khác trên bo mạch của chiếc laptop. Dự kiến Snapdragon X Elite sẽ kết hợp với modem WiFi FastConnect 7800 dưới dạng card format M.2. Modem WiFi mới nhất này vừa hỗ trợ chuẩn WiFi 7 mới nhất, vừa hỗ trợ kết nối Bluetooth 5.4. Còn trong khi đó, với kết nối 5G, Qualcomm có thể sẽ kết hợp Snapdragon X Elite với Snapdragon X65, phiên bản modem sóng viễn thông đã hiện diện cùng Snapdragon 8cx Gen 3.
Một dự đoán được đưa ra, đó là Qualcomm tách modem 5G và modem WiFi ra khỏi SoC thay vì tích hợp ngay trên die, là để ra mắt con chip Snapdragon X Elite càng sớm càng tốt. Tích hợp hai module chip kết nối không dây này sẽ tốn thêm thời gian. Ấy là chưa kể chassis laptop to hơn smartphone rất nhiều, Qualcomm muốn đặt chip ở đâu cũng được. Còn về phần hãng, lý do chính thức họ đưa ra là tạo ra những lựa chọn tự do cho các nhà sản xuất thiết bị, muốn laptop có modem 5G hay không tùy ý.
Những lời hứa về hiệu năng khiến tất cả ngỡ ngàng
Đấy là những gì được mô tả thông qua những biểu đồ khi Qualcomm giới thiệu Snapdragon X Elite. Chưa có một ai có trong tay thông tin chi tiết về kiến trúc nhân CPU Oryon để đưa ra những dự đoán về hiệu năng. Còn với Qualcomm, họ nói rất nhiều về hiệu năng đa nhân khi 12 nhân CPU trong Snapdragon X Elite chạy hết công suất. Từ những con chip hiệu năng thấp, cho tới cả những chip ở tầm đủ để trang bị cho những chiếc máy xách tay “desktop replacement” như Core i7-13800H hay Ryzen 9 7940HS đều được Qualcomm lấy ra so với chip PC họ vừa giới thiệu:
Ngay cả với một trong những chip CPU có sức mạnh ổn nhất thị trường laptop ở thời điểm hiện tại, Core i7-13800H (chí ít là cho tới khi Intel Meteor Lake ra mắt), Qualcomm vẫn khẳng định hiệu năng đa nhân của Snapdragon X Elite mạnh hơn 60% ở công suất tối đa, và ở hiệu năng ngang bằng, Snapdragon X Elite chỉ tiêu tốn 1/3 lượng điện năng mà 13800H tiêu thụ.
Vấn đề nằm ở chỗ, đối thủ trực tiếp của Snapdragon X Elite khi nó ra mắt vào năm sau hoàn toàn không phải Intel Raptor Lake H hay thậm chí là HX. Đối thủ của nó là Meteor Lake, thế hệ chip Core Ultra thứ 14, được ứng dụng kỹ thuật gia công và tiến trình gia công hoàn toàn mới. Thành ra những so sánh kể trên từ Qualcomm cũng chỉ mang tính chất tham khảo, chứ không phải thực tế.
Còn về phần những con chip ARM, Qualcomm cho biết Snapdragon X Elite “mạnh hơn 50% so với chip kiến trúc ARM của đối thủ cạnh tranh”. Đối thủ ở đây ngoài Apple làm gì còn ai, Mediatek cũng có nhưng chip ARM cho PC của họ không phải thứ xứng đáng đem ra so sánh ở thời điểm hiện tại. Nhưng quan trọng là đang so sánh với chip nào của Apple trên máy tính macOS, thì Qualcomm lại không nói.
Cuối cùng là những lời hứa về hiệu năng GPU so với GPU tích hợp của hai mẫu CPU laptop cao cấp, dựa trên bài test 3DMark Wildlife Extreme. iGPU của cả Intel lẫn AMD đều không hẳn là thế mạnh trên những con chip laptop, chưa kể GPU của Snapdragon X Elite còn được gia công trên tiến trình 4nm, nên cũng cần thời gian để chúng ta có thể đưa ra những so sánh và đánh giá khách quan nhất.
https://tinhte.vn/thread/qualcomm-snapdragon-x-elite-va-tuong-lai-cua-nhung-chiec-laptop-windows.3732376/
Qualcomm Snapdragon X Elite và tương lai của những chiếc laptop Windows
Gần 4 năm trước tại sự kiện Qualcomm Tech Summit diễn ra ở Hawaii, Qualcomm nói về 5G mối liên hệ giữa những con SoC dành cho smartphone và cả “thiết bị chạy Windows“. Lúc đó hình ảnh về một chiếc laptop thanh lịch…
tinhte.vn
https://tinhte.vn/thread/cac-cong-bo-hieu-nang-snapdragon-x-elite-da-nhan-nhanh-hon-50-so-voi-m2-gap-doi-core-i7-1360p.3731309/
| Viết bởi
Diễn đàn thảo luận về Điện thoại, Máy tính, Máy ảnh và các thiết bị Khoa học & Công nghệ.
tinhte.vn
