Tất cả những gì bạn cần biết về vi xử lý di động

Vũ An

Trên thị trường có rất nhiều điện thoại thông minh (smartphone), máy tính bảng (tablet) và mỗi sản phẩm đều tự quảng bá rằng mình nhanh hơn, mạnh mẽ hơn, có thời lượng pin lâu hơn những đối thủ khác ra sao. Vi xử lý thường nhận được nhiều sự chú ý nhất khi các hãng luôn cố gắng tung ra các con số như số lõi, GHz (gigahertz) để khoe sức mạnh của mình.

Nhưng những con số đó thực sự có ý nghĩa gì? Bài viết dưới đây sẽ cung cấp các thông tin cần thiết xung quanh vi xử lý của các thiết bị di động.

SoC - System On a Chip

Nói về vi xử lý di động, trước hết cần hiểu thế nào là “vi xử lý”. Trên PC hay laptop, vi xử lý thường có nghĩa là CPU - Central Processing Unit - vi xử lý trung tâm chịu trách nhiệm một bộ não của máy tính. Còn trên di động, vi xử lý chính là System On a Chip (SoC) - hệ thống trên con chip.

Hệ thống SoC với các thành phần quan trọng nằm hết trên con chip

Hệ thống trên chip là một con chip có kích thước gần như CPU của máy tính, chứa hầu như tất cả các thành phần cần thiết để thiết bị hoạt động được, gồm CPU, GPU (Graphics Processing Unit - đơn vị xử lý đồ họa, trên PC thường nằm trên card đồ họa rời) và nhiều cảm biến, sóng vô tuyến các loại cho các chức năng như WiFi, Bluetooth, GPS và cả dữ liệu di động (cellular data).

SoC cũng xác định các đặc điểm khác mà thiết bị hỗ trợ được, như đồ phân giải hình ảnh, hay video có quay được 4K hay không. Lợi ích chính của SoC là kích thước, đỡ tiêu tốn điện năng và tỏa nhiệt ít hơn.

A11 của Apple, Snapdragon 845 của Qualcomm hay Exynos 9 của Samsung đều là các ví dụ về SoC.

A11 Bionic là con chip mới nhất, đang chạy trên iPhone X, iPhone 8 và iPhone 8 Plus của Apple

Đọc các thông số của vi xử lý

Vậy làm sao để đọc các thông số cho vi xử lý của một thiết bị? Đây là các thông số cho iPhone 6 để bạn tham khảo.

Apple A8
Lõi kép 1.4GHz Cyclone, 64-bit, ARM v8
PowerVR GX6450

Các thông số trên cho chúng ta biết rằng, iPhone 6 dùng SoC là A8 do chính Apple tự thiết kế. CPU lõi kép (nghĩa là có 2 đơn vị xử lý), tốc độ xung nhịp là 1.4GHz. Cyclone là tên mà Apple đặt cho CPU. Ngoài ra, CPU 64-bit có cấu trúc ARM v8. GPU là PowerVR GX6450 của Imagination.

Cùng xem ví dụ tiếp theo, thông số của HTC One M8.

Qualcomm Snapdraton 801
Lõi tứ 2.3GHz, 32-bit
Krait 400
Adreno 330

HTC dùng SoC Snapdragon 801 của Qualcomm. Vào đầu năm 2015, mẫu 810 là mẫu cao cấp nhất. Mẫu mới nhất của Qualcomm Snapdragon là 845.

CPU lõi tứ có tốc độ xung nhịp là 2.3GHz. Với số lượng lõi gấp đôi và tốc độ nhanh hơn tới hơn 50%, chiếc điện thoại này mạnh mẽ hơn iPhone 6 đáng kể, nhưng đây cũng chưa phải là tất cả các yếu tố quyết định.

Krait 400 là tên của CPU, cũng có cấu trúc ARM. Đồ họa sử dụng là Adreno 330 GPU, cũng là một phần của SoC.

Kiến trúc vi xử lý

Ở cả 2 ví dụ trên, CPU đều có cấu trúc ARM. Đây là cấu trúc do ARM Holdings tạo ra, gồm các tập hợp lệnh kiểm soát cách CPU làm việc, được cấp bản quyền cho nhiều nhà sản xuất SoC khi tích hợp nó vào sản phẩm của họ.

ARM đã thống trị thì trường di động trong nhiều năm, chủ yếu là do ít tốn điện (cải thiện thời lượng pin). Intel cũng cố gắng bước vào thị trường này trong mấy năm qua với x86 (vốn phổ biến trên máy tính) nhưng chưa đạt được thành công.

Với người dùng bình thường thì cũng không cần phải hiểu chi tiết về cấu trúc ARM, chỉ cần biết rằng cứ bản mới nhất thì sẽ tốt hơn (nhanh hơn, hiệu quả hơn) bản cũ.

Lõi và tốc độ xung nhịp

Đây là 2 yếu tố mà người dùng có thể được hưởng lợi, thường mọi người nghĩ rằng cứ số lớn hơn thì sẽ tốt hơn, nhưng sự thực không đơn giản như vậy.

Tốc độ xung nhịp đo bằng Gigahertz (GHz) là tốc độ CPU xử lý các tập lệnh kiểm soát. Nếu các thông số khác bằng nhau thì vi xử lý 2.5GHz sẽ nhanh hơn 2.0GHz. Nhưng trên thực tế hiếm khi các thứ khác bằng nhau tuyệt đối. Vi xử lý mới thường nhanh hơn vi xử lý cũ, ngay cả khi có tốc độ xung nhịp chậm hơn. CPU có kiến trúc mới sẽ nhanh hơn, và số lõi cũng sẽ tạo ra sự khác biệt.

Lõi là một đơn vị xử lý trong CPU. Mỗi lõi xử lý các tác vụ một cách độc lập hoặc có thể kết hợp để thực hiện các nhiệm vụ đòi hỏi mạnh hơn.

Thông thường, trên vi xử lý đa lõi, các lõi sẽ chia sẻ công việc của hệ điều hành hay các ứng dụng đang chạy mà không bao giờ đạt tới tốc độ tối đa. Kết quả là máy chạy nhanh, phản hồi tốt, hỗ trợ đa nhiệm tốt hơn, tỏa nhiệt ít hơn, tốt ít điện hơn.

Nhưng điều đó cũng không có nghĩa là vi xử lý 8 lõi Exynos của Samsung sẽ nhanh gấp đôi lõi tứ Snapdraton hoặc nhanh hơn A8 của Apple 4 lần. Còn nhiều yếu tố kỹ thuật khác ảnh hưởng tới tốc độ và khả năng hoạt động của một vi xử lý. Ngoài ra, phần mềm cũng cần được thiết kế riêng mới hỗ trợ được đa lõi.

Apple vượt lên Intel là bởi Intel chỉ ngồi im một chỗ

Khả năng tối ưu hóa của thiết bị cũng có ảnh hưởng. Apple sản xuất cả vi xử lý và hệ điều hành trên iPhone nên có thể tối ưu hóa cả 2, khiến CPU lõi kép không mạnh bằng vẫn có thể đuổi kịp hoặc thậm chí vượt qua điện thoại Android có thông số cao hơn.

Nhìn chung số lớn hơn có thể nghĩa là thiết bị tốt hơn, nhưng không phải khi nào cũng vậy.

32-bit và 64-bit

Chiếc điện thoại 64-bit đầu tiên là iPhone 5S, ra đời năm 2013. Android chậm hơn 1 chút do thiếu các vi xử lý 64-bit và một phần do chưa sẵn sàng mãi tới khi tung ra Lollipop vào cuối năm 2014. 64-bit không chỉ có nghĩa là nhanh hơn mà còn cho phép thiết bị làm được nhiều thứ hơn.

64-bit thường được dùng trên các thiết bị PC, laptop

Đúng là vi xử lý 64-bit cho ứng dụng dùng nhiều hơn 4GB RAM nhưng cũng phải qua vài thế hệ nữa giới hạn này mới trở thành vấn đề. Quan trọng là 64-bit thường được cho là “đẳng cấp của máy tính”, và khi đến kỷ nguyên 64-bit, ranh giới giữa điện thoại, máy tính bảng, máy tính sẽ ngày càng mờ hơn.

So sánh điện thoại thông minh và máy tính để bàn: Tại sao điện thoại lại chậm hơn máy tính?

Nhu cầu chuyển sang vi xử lý 64-bit là do ARM v8 (có cấu trúc 64-bit) nhanh hơn ARM v7 nhiều. Vậy nên nhiều điện thoại phân khúc cao chạy vi xử lý 64-bit nhanh hơn, ngay cả khi không phải do hỗ trợ 64-bit mà nhanh hơn

Vai trò của vi xử lý đồ họa GPU

GPU ít quan trọng hơn các thông số khác bởi nó thường gắn liền với SoC. Vậy nên nếu nhà sản xuất dùng Snapdragon 805 thì nó sẽ có GPU Adreno 420 sẵn rồi. GPU ảnh hưởng tới phần thị giác của trải nghiệm người dùng, như các hiệu ứng chuyển động... nên cũng có phần nào ảnh hưởng tới tốc độ dùng thiết bị mà họ cảm nhận.

Kết luận

Trên đây là các yếu tố quan trọng của một vi xử lý di động. Khi đọc các thông số, bạn sẽ thấy nhiều hãng khác nhau với nhiều đặc điểm riêng của họ, phổ biến nhất bây giờ là dòng A-Series của Apple, Snapdragon của Qualcomm và Exynos của Samsung. Ngoài ra còn có các sản phẩm khác như NVIDIA K1, Mediatek, Intel Atom.

Xem thêm:

Thứ Bảy, 07/04/2018 17:03

5 ★ 1 👨 1.561