[JUSTIFY]Gsm.vn - Ở phần trước, chúng ta đã tìm hiểu về nhân CPU ARM (Cyclone) của A7 và A8. Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về cấu tạo thực của con chip cũng như nhân GPU PowerVR có trên đó.[/JUSTIFY] Đọc thêm Chip Apple A8 bên trong iPhone 6 mạnh như thế nào (P1) [JUSTIFY]Gặp gỡ A7 và A8[/JUSTIFY] [JUSTIFY] Trong lịch sử, Apple thực tế không phải một công ty mạnh về thiết kế và sản xuất chip. Hãng này từng sử dụng chip Power của IBM cho dòng máy tính Mac. Rồi sau đấy Trái Táo quay sang Intel. Bước sang điện toán di động, những chiếc iPhone đầu tiên không dùng chip "A" mà lại là sản phẩm của Samsung.[/JUSTIFY] [JUSTIFY] Quá trình thiết kế chip của Apple chỉ bắt đầu sau khi mua lại PA Semi, một công ty chuyên thiết kế chip, hồi 2008. PA Semi có đội ngũ nhân viên từng làm việc với các dòng chip DEC Alpha, ARM, Intel Itanium, AMD Opteron và Sun UltraSPARC. Có thể nói linh hồn của những chiếc iDevice (iPod, iPhone, iPad) chính là thành quả từ cựu nhân viên của PA Semi. Đến 2010, con chip đầu tiên của Apple, A4, ra đời.[/JUSTIFY] Vị trí các thành phần trên chip A7 (28 nm) [JUSTIFY]Nhưng không có thành công lớn nào lại không cần đến sự tích luỹ. Trước khi thiết kế ra Swift (A6) và Cyclone (A7, A8, A8X), các chip A4, A5, A5X chỉ thuần tuý sử dụng lại thiết kế của nhân Cortex A8, A9 do ARM "bán lẻ" cho các hãng có nhu cầu. Chỉ bắt đầu từ A6 (và A6X), các kỹ sư PA Semi mới "chắt lọc" ra những gì "tốt nhất" cho iDevice và xây dựng nên kiến trúc riêng mang màu sắc Apple. Đến với Cyclone, có thể nói công cuộc năm xưa của Steve Jobs đã thực sự có trái ngọt.[/JUSTIFY] [JUSTIFY] Về A7, có thể nói con chip này được "sinh ra" trong cảnh "dầu sôi lửa bỏng" vì Samsung vừa là đối tác gia công chip cho Apple bao lâu nay (và đến hiện tại vẫn còn), vừa là đối thủ trên mặt trận di động. Cả 2 gã khổng lồ lôi nhau ra toà hết lần này tới lần khác. May thay, dù "cha mẹ ly dị" nhưng A7 vẫn không ảnh hưởng từ cuộc xung đột đó. Con chip được sản xuất trên dây chuyền bán dẫn 28 nm HKMG, có kích thước 104 mm2 và chứa hơn 1 tỷ transistor (trans).[/JUSTIFY] Vị trí các thành phần trên chip A8 (20 nm) [JUSTIFY]Đến với A8, Apple chuyển sang TSMC, hãng gia công bán dẫn lớn nhất thế giới, để "thai nghén" giúp thiết kế chip mới nhất. A8 được sản xuất trên dây chuyền 20 nm HKMG, một trong những dây chuyền tiên tiến nhất hiện nay. Ngoại trừ Intel đang có dây chuyền 14 nm, còn lại các hãng bán dẫn khác hiện chỉ mới thương mại hoá dây chuyền 28 nm và một số ít đang triển khai dây chuyền 20 nm. Nhờ kích thước trans nhỏ hơn, A8 chỉ "bự" có 89 mm2 nhưng tổng "dân số" lên tới 2 tỷ.[/JUSTIFY] [JUSTIFY] Nhân đồ hoạ PowerVR thế hệ 6[/JUSTIFY] [JUSTIFY] Sức mạnh của một con chip từ sau 2010 không chỉ đơn thuần là năng lực xử lý các vấn đề chung chung (CPU) mà ở khả năng đồ hoạ (GPU). Những con chip SoC dành cho di động cũng vậy. Với Apple, vốn là một nhà đầu tư có cổ phần tại Imagination Technologies, không có gì lạ khi toàn bộ các chip "họ A" đều sử dụng GPU PowerVR của công ty trên. Riêng với A8, con chip này đang sử dụng một trong những thế hệ GPU mới nhất của Imagination - GX6450 thuộc dòng Series6XT Rogue.[/JUSTIFY] Sơ đồ khối kiến trúc đồ hoạ Series6XT, Series6 [JUSTIFY]Có thể xem GX6450 trên A8 là bản "tiến hoá" lên từ G6430 trên A7. GX6450 không chỉ nhắm tới việc tiết giảm mức tiêu thụ điện mà nó còn tăng cường thêm hiệu năng. Nên mặc dù cùng có 4 khối nhân (USC), nhưng sức mạnh của GX6450 gấp 1,5 lần G6430! Theo công bố của Apple lúc ra mắt iPhone 6, sức mạnh đồ hoạ của thiết bị này gấp 84 lần chiếc iPhone đầu tiên còn iPhone 5s gấp 56 lần.[/JUSTIFY] Quảng cáo năng lực đồ hoạ của Apple [JUSTIFY]Nhưng sự cải thiện hiệu năng ấy đến từ đâu? Về tổng quan, kiến trúc của G6430 (Series6) không khác mấy so với GX6450 (Series6XT). Cả 2 đều có 4 khối USC, mỗi khối có 32 đơn vị MAD, tổng cộng 128 MAD. Ở xung nhịp 300 MHz, 128 MAD cho tổng sức mạnh 76,8 GFlops. Vậy là nhờ đâu?[/JUSTIFY] So sánh các thế hệ GPU của iPhone [JUSTIFY]Theo tài liệu của Imagination, sự thay đổi không nằm ở "bề mặt" mà lại ở "bên dưới tảng băng". Series6XT vẫn có 16 "tiểu" nhân bên trong mỗi khối USC giống Series6, song số lượng ALU FP16 trên Series6XT tăng thêm 33% so với Series6 (2 x 3 x 8 vs. 2 x 4 x 8). Đây có thể là lời giải thích cho sự gia tăng hiệu năng đồ hoạ giữa chip A7 và A8 vì trong đồ hoạ di động, đa số vẫn sử dụng các tham số 16-bit thay cho 32-bit trên PC.[/JUSTIFY] Khác biệt giữa Series6XT và Series6 chủ yếu nằm ở số lượng ALU FP16 [JUSTIFY]Tuy vậy, không phải game hay ứng dụng nào cũng chỉ dùng FP16. Vẫn có những game cao cấp sử dụng FP32. Với những trường hợp đấy, hiệu năng đồ hoạ sẽ không đổi vì lượng ALU FP32 trên G6430 và GX6450 là như nhau.[/JUSTIFY] [JUSTIFY]Và vấn đề vẫn tồn đọng ở đây. Nếu chỉ năng lực FP16 tăng thêm 33% thì chúng ta không thể đạt được con số cuối là 50%. Khúc mắc rơi vào các thành phần còn lại như front-end, back-end và xung nhịp GPU. Nhưng tới đây, Imagination không tiết lộ thêm gì. Rất có thể nhờ vào dây chuyền 20 nm, Apple đã xung nhịp GX6450 lên cao hơn so với G6340. Theo tính toán, kích thước GX6450 trên A8 chiếm tới 19,1 mm2 (20 nm) trong khi G6340 trên A7 là 22,1 mm2 (28 nm). Nếu G6340 được sản xuất trên dây chuyền 20 nm, con số này về lý thuyết chỉ còn 11,05 mm2. Có nghĩa kích thước GX6450 lớn hơn G6340 đến ~ 1,73 lần! Với chênh lệch lượng silicon lớn đến như thế, khoảng cách 1,5 lần về hiệu năng là có thể hiểu được.[/JUSTIFY] [JUSTIFY] Lời kết[/JUSTIFY] [JUSTIFY] iPhone nói riêng và iDevice nói chung là một trong những sản phẩm thành công nhất của Apple. Sự thành công đó đến từ nhiều phía - thiết kế, chất lượng, năng lực sản xuất... Khả năng tối ưu cao với phần cứng thiết bị của iOS cũng đóng vai trò quan trọng không kém. Thế nhưng dù phần mềm tốt tới đâu thì căn cơ vẫn nằm ở phần cứng - bạn không thể chở nhiều hàng hơn một chiếc xe tải nếu chỉ có một chiếc xe 2 bánh.[/JUSTIFY] [JUSTIFY]Đọc thêm Các bước cài đặt iPhone mới đúng cách[/JUSTIFY] [JUSTIFY]Sau 6 năm về tay Apple, các cựu kỹ sư PA Semi đã thực sự thiết kế ra những con chip ARM mạnh mẽ và ưu việt. A7 trên iPhone 5s chính là bước đầu tiên và A8 đang có trên iPhone 6, 6 Plus là lời khẳng định cho điều trên. Ở bài sau, chúng ta sẽ nói về A8X, linh hồn của iPad Air 2. Dù có chung cái tên "A8" nhưng A8X hoàn toàn khác biệt và bạn sẽ biết vì sao...[/JUSTIFY] Tổng hợp[JUSTIFY] [/JUSTIFY]
