• Thứ Hai, 17/06/2013 14:11 (GMT+7)

    Sôi động cuộc đua chip nền ARM

    ThaiPH
    Những con chip theo kiến trúc x86 của Intel chưa bắt kịp kỷ nguyên bùng nổ thiết bị di động nhỏ, nhẹ, tiêu thụ điện năng thấp chính là cơ hội vàng cho những con chip nền ARM hiện diện khắp nơi.

    Kiến trúc ARM và hệ thống trên một chip – SoC

    ARM Holdings, một công ty có trụ sở ở Anh, chuyên thiết kế kiến trúc, phát triển tập lệnh vi xử lý ARM 32-bit kiểu RISC (kiến trúc mới ARMv8 hỗ trợ 64-bit), cùng các nhân Cortex sau đó đã cấp phép bản quyền thiết kế cho các nhà sản xuất bán dẫn khác tùy chỉnh để tạo ra những chip xử lí riêng của họ. Ý tưởng của thiết kế ARM là cho phép ghép nhân dựa trên kiến trúc ARM với một số thành phần liên quan khác như GPU, bộ nhớ, kết nối không dây... để tạo ra hệ thống tất cả trên một chip (System on Chip – SoC) nhỏ gọn, tiêu thụ điện năng thấp, nhiều tính năng với giá thành thấp. Một số nhà sản xuất dùng nhân ARM Cortex tích hợp thêm các thành phần khác nhằm tiết kiệm chi phí và thời gian. Trong khi số khác có thể tiếp tục điều chỉnh dựa trên bản quyền thiết kế ARM để tăng thêm hiệu năng và tiết kiệm điện năng hơn như trường hợp Krait của Qualcomm hay chip A6 mới của Apple.

    Cũng như với PC, chip xử lý của smartphone và máy tính bảng có nhiệm vụ xử lý toàn bộ tác vụ, chạy các ứng dụng đã cài trên máy, do đó quyết định sức mạnh của thiết bị. Khác với PC đặt hiệu năng là yếu tố quan trọng hàng đầu, thì tiêu thụ điện năng thấp là ưu tiên hàng đầu trong thiết kế thiết bị di động. Đây cũng chính là vấn đề khiến Intel đau đầu dù đã phát triển và tung ra bộ vi xử lý năng lượng thấp Atom hơn 4 năm nay.

    Một bộ vi xử lý đơn nhân có tốc độ xung nhịp cao sẽ tốn pin, vì thế các nhà sản xuất đang tập trung vào những hệ thống đa nhân có khả năng xử lý đồng thời nhiều tác vụ, tăng hiệu suất hoạt động, giảm tiêu hao năng lượng pin. Những smartphone và máy tính bảng cao cấp trên thị trường hiện nay đều được trang bị SoC hai hoặc bốn nhân. Thiết bị di động sẽ xử lý đồ họa tốt hơn nếu tích hợp chip xử lý đồ họa mạnh trên cùng hệ thống SoC. Tất nhiên hiệu năng thực sự của thiết bị còn phụ thuộc vào thiết kế của nhà sản xuất SoC.

    Tại triển lãm CES 2013 vừa qua, Qualcomm trình làng hai mẫu Snapdragon 800 và 600, trong đó mẫu 800 có xung nhịp lên đến 2,3GHz, hiệu năng tăng 75% so với SoC Snapdragon S4 Pro thế hệ cũ. Nvidia ra mắt Tegra 4 tích hợp bốn nhân đời mới nhất ARM Cortex-A15, cùng 72 nhân đồ họa. Nvidia tuyên bố đây là chip xử lý nhanh nhất hiện nay cho các thiết bị di động. Cuộc chiến đa nhân càng nóng hơn khi Samsung công bố chip tám nhân Exynos 5 Octa. Những siêu smartphone được trang bị SoC bốn/tám nhân thế hệ mới hứa hẹn sẽ lần lượt đáp xuống thị trường trong vài tháng tới.

    Dưới đây là những dòng SoC phổ biến hiện nay dựa trên nền ARM.

    Qualcomm Snapdragon


    Không như nhiều nhà sản xuất SoC khác, Qualcomm không sử dụng hoàn toàn thiết kế của ARM mà có những chỉnh sửa, tạo riêng ra các vi xử lý Scorpion và Krait tích hợp trong SoC Snapdragon đem lại hiệu năng tốt hơn và tiêu thụ điện năng ít hơn so với dùng nhân ARM Cortex chuẩn. Vì thế SoC Snapdragon được dùng rất nhiều trong các sản phẩm di động của các hãng khác, và Qualcomm hiện là nhà sản xuất chip nền ARM lớn nhất thế giới.

    Kể từ năm 2008 cho đến nay, Snapdragon đã trải qua các thế hệ: S1, S2, S3, S4 và mới nhất là Snapdragon 800/600/400/200. Snapdragon S1 và S2 là những thế hệ chip đơn nhân, trong đó S1 là dòng chip đầu tiên đưa chip xử lý di động đạt ngưỡng xung nhịp 1GHz, còn S2 là dòng đầu tiên đưa tốc độ xung nhịp lên 1,4GHz. S1 hỗ trợ màn hình độ phân giải HD 720p, camera 12MP, kết nối HSPA. S2 nâng cấp kết nối lên HSPA+ và hỗ trợ đồ họa tốt hơn. Bắt đầu từ S3, Snapdragon có 2 nhân xung nhịp tối đa 1,7GHz, xử lý đồ họa được tăng cường với khả năng hỗ trợ Full HD 1080p, phát 3D, camera lên tới 16MP.

    Snapdragon S4 có 3 phiên bản dành cho di động: Play, Plus và Pro (S4 Prime được thiết kế dành riêng cho Smart TV). S4 Play tích hợp hai hoặc bốn nhân Cortex-A5, cùng nhân đồ họa GPU Adreno 230 nhắm vào phân khúc smartphone tầm trung. S4 Plus là dòng hai nhân dựa trên kiến trúc Krait với GPU Adreno 305 dành cho smartphone và máy tính bảng cao cấp. S4 Pro cũng dùng hai hoặc bốn nhân dựa trên kiến trúc Krait, được tăng cường sức mạnh với GPU Adreno 320, nhắm tới thị trường laptop và máy tính bảng Windows RT. Ngoại trừ S4 Play chạy ở xung nhịp giới hạn 1,2GHz được sản xuất theo qui trình 45nm, các dòng S4 khác đều có xung nhịp đạt tới 1,7GHz, sản xuất theo qui trình mới 28nm, cải thiện nhiều về hiệu năng cũng như tiêu thụ ít điện năng hơn.

    Những SoC thế hệ mới Snapdragon 800/600 sử dụng bốn nhân Krait (xung nhịp tới 2,3GHz với 800 và 1,9GHz với 600), bộ thu phát sóng Wi-Fi 802.11ac, LTE. Snapdragon 600 đã xuất hiện trên HTC One, LG Optimus G Pro.
     

    Xem tiếp : 12>
    Từ khóa: bộ xử lí, CPU
    ID: A1303_2