Chip đa nhân: 'Biến' smartphone thành superphone

Chip đa nhân mang đến cho điện thoại thông minh (smartphone) sức mạnh xử lý mới mà gần đây giới công nghệ hay gọi bằng tên superphone - siêu điện thoại mạnh về ứng dụng.

Năm 2011 được dự đoán là năm của superphone (siêu điện thoại). Theo hãng nghiên cứu thị trường Strategy Analytics, lượng superphone xuất xưởng trên toàn cầu sẽ tăng 550%, đạt hơn 100 triệu chiếc vào năm 2015. Các "đầu tàu" như Samsung, HTC, Android, Nvidia và Texas Instruments đang hướng đến phân khúc superphone hiện có mức tăng trưởng mạnh ở những thị trường phát triển. Neil Mawston, Giám đốc Strategy Analytics cho rằng superphone đang máy tính hóa thị trường điện thoại di động. Các mẫu superphone như Samsung Galaxy S và HTC EVO 4G được trang bị nhiều tính năng của máy tính. Nhờ đó, các nhà mạng có thể mở những dịch vụ Internet cao cấp dành cho người dùng superphone để tăng doanh thu từ dịch vụ dữ liệu.

Tại sao là superphone?

Từ "superphone" bắt đầu xuất hiện ngày càng nhiều kể từ khi Google công bố Nexus One (trang bị bộ xử lý (BXL) Snapdragon 1GHz của Qualcomm, RAM 512MB, hệ điều hành Android 2.1, màn hình 3,7”, hỗ trợ 3G) hồi năm 2010. Theo đánh giá của một số chuyên gia, CES 2011 vừa qua là thời điểm smartphone “biến” thành superphone - những chiếc điện thoại di động mạnh về ứng dụng.

Thực chất, superphone cũng là một chiếc điện thoại di động nhưng có khả năng mang lại những trải nghiệm web đầy đủ như trên máy tính hay nói cách khác là superphone như một chiếc máy tính cỡ nhỏ được hỗ trợ hàng trăm ngàn ứng dụng nằm gọn trong túi.

Superphone được trang bị nền tảng phần cứng mạnh mẽ hơn (BXL1,5GHz trở lên), hoạt động chủ yếu trên các mạng băng rộng 3G, 4G và Wi-Fi tốc độ cao. So với smartphone, superphone có màn hình rộng hơn, trong vài trường hợp, màn hình lớn hơn 4", camera "khủng" hơn, từ 5-8 megapixel, cho phép chụp ảnh/quay phim chất lượng cao, có thể hỗ trợ video HD 1080p và đồ họa 3D. Ngoài ra, superphone còn được trang bị microphone loại bỏ tiếng ồn khi thực hiện cuộc gọi cũng như ghi âm.

Samsung Galaxy S-II

Ngoài phần cứng, phần mềm trên superphone cũng tốt hơn smartphone. Các hệ điều hành như Android Froyo hay Apple iOS được cập nhật các siêu tính năng (superfeature) như đa nhiệm (multitasking), kết hợp phần cứng và phần mềm cho phép hiển thị video chất lượng cao; những gia tốc kế, camera và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) tích hợp trên superphone cho phép định vị và ứng dụng AR (Augmented Reality - tương tác thực tế) chính xác hơn. Smartphone đang chuyển mình khi hiện nay được trang bị nhiều chức năng. Chẳng hạn, công nghệ NFC (Near Field Communication) sẽ đưa các thông tin như thông tin thẻ thanh toán hay thường gọi là "ví điện tử" vào thiết bị di động dễ dàng; nếu trước đây, thiết bị di động hay được tận dụng làm chiếc modem quay số, thì hiện nay có thể trở thành chiếc máy tính sổ tay (netbook) ảo v.v.

Nhìn chung, những ứng dụng xã hội được đưa vào superphone nhiều hơn, duyệt web với các trình duyệt nguồn mở Webkit có nhiều cải tiến và nhanh hơn. Đấy chính là sức mạnh của chiếc máy tính sổ tay (netbook) hay chiếc máy tính để bàn nhưng lại có kích thước di động và phong cách thời trang. Tất nhiên, những ứng dụng di động dành cho superphone cũng được nhiều hãng tham gia phát triển và kho ứng dụng ngày càng phong phú, App Store có hơn 220.000 ứng dụng, còn Android Market có hơn 70.000 ứng dụng.

Với những yêu cầu trên, một thách thức mới của ngành công nghiệp truyền thông trong tương lai gần chính là đưa vào thiết bị di động một "sức mạnh" tính toán tương tự như máy tính để tạo thành một thiết bị di động tổng hợp (integrated portable gadget) mạnh mẽ. Giải quyết vấn đề này, không ai khác hơn ngoài những nhà sản xuất thiết bị di động, những chuyên gia đang tham gia vào lĩnh vực này. Ngoài ra, cũng không thể thiếu những nhà sản xuất chip (chip maker), những nhà cung cấp và phát triển BXL. Mục tiêu của họ là chọn lọc những tính năng chuyên dụng trên máy tính để lồng ghép vào thiết bị cầm tay vốn có kích thước nhỏ hơn.

Và một trong những thách thức quan trọng là chi phí sản xuất vốn có tác động rất lớn đối với thị trường.

Dù xuất hiện nhiều công nghệ và những cải tiến mới nhưng thị trường vẫn chưa có nhiều thay đổi. Chip 2 nhân hay 4 nhân chưa thể “một sớm một chiều” thay thế chip một nhân. Tuy tất cả các loại chip sẽ được triển khai và phát triển song song nhưng sẽ được phân cấp theo ứng dụng, yêu cầu và mục đích sử dụng. .

Những nhà sản xuất chip

Những nhà sản xuất chip chắc chắn có một vai trò cốt lõi trong sân chơi ngày càng phát triển nhanh chóng này. Các smartphone sẽ sớm tiến triển theo hướng hợp lý hơn, dành cho nhiều nhu cầu sử dụng khác nhau, những chipset công nghệ cao đang tiếp tục cải tiến khả năng truy cập Internet di động và tăng sức mạnh hội tụ giữa smartphone và netbook.

Nvidia Tegra 2. Nhà sản xuất chip nổi tiếng Nvidia đang chuẩn bị sẵn sàng cho các nhu cầu của superphone và "super tablet" thế hệ tiếp theo. Chip xử lý 2 nhân Tegra 2 của nhà sản xuất này cũng đã nâng cấp các khả năng đồ họa. Tất cả có thể nhìn thấy ở thiết bị LG Optimus 2X và Motorola Atrix. Nvidia có ứng dụng dành riêng cho Android nhằm cung cấp các trò chơi được thiết kế sẵn để tận dụng lợi thế của BXL 2 nhân.

Tegra 2 là BXL di động 2 nhân đầu tiên với GPU Nvidia GeForce tiết kiệm điện năng (Ultra Low Power - ULP) nhằm nâng cao hiệu năng. BXL giúp duyệt web nhanh hơn, tăng tốc độ Flash và đồ họa 3D đẹp và trực quan hơn. Các tính năng đặc trưng của chip set này gồm:

• BXL 2 nhân ARM Cortex A9 với lệnh thực thi kết quả duyệt web nhanh hơn, xử lý hiệu quả hơn, hiệu năng tổng thể tốt hơn.

• GPU GeForce ULP cho các kết quả hình ảnh tuyệt vời, giao diện người dùng 3D đáp ứng cực cao cho game 3D.

• BXL phát video 1080p (1080p Video Playback Processor ) truyền/phát đầy đủ khung hình HD 1080p mà không tốn pin.

Ngoài ra, chipset này cũng tích hợp những BXL cho những tính năng quan trọng như: giải mã video 1080p; tín hiệu ảnh; âm thanh và cả BXL ARM7; ngõ xuất màn hình số chất lượng cao; hỗ trợ và tối ưu hóa OpenGL ES 2.0; hệ thống quản lý điện năng tổng

Các thiết bị sử dụng chip này như Motorola Atrix 4G, Motorola Bionic, LG Optimus 2X.

Qualcomm Quad-core. Qualcomm là hãng nổi tiếng trong lĩnh vực sản xuất chipset dành cho smartphone và cũng là hãng được dự đoán sẽ tung ra chipset 4 nhân tích hợp Wi-Fi nhưng không có modem 3G và chip máy tính bảng thông minh (smart tablet) đầu tiên. Chipset 4 nhân Snapdragon là nền tảng dành cho tablet. Chip tiếp theo có tên mã là Krait ứng dụng công nghệ xử lý 28nm được dùng để gia công và cũng sẽ có các phiên bản 2 nhân và một nhân. Chip này dự kiến có xung nhịp 2,5GHz và giảm 65% điện năng tiêu thụ so với các chip di động của ARM hiện tại.

Qualcomm cũng nhanh chóng nắm bắt nhu cầu ngày càng tăng trong việc sử dụng các dạng đồ họa chuyên sâu 2D và 3D. Vì vậy, hãng cũng đã tích hợp GPU mới (hỗ trợ 3D, stereoscopic 3D - S3D và full HD ở độ phân giải 1080p qua cổng giao tiếp HDMI), tên gọi là Adreno 320 có hiệu suất tăng 15 lần so với GPU Adreno trước đây và cũng tích hợp modem LTE nhiều chế độ (multi-mode LTE modem), có thể hỗ trợ tốt cho những game mới nhất và màn hình rộng nhất. Các chip mới họ Snapdragon sẽ là thành phần chủ chốt góp phần cách mạng hóa thiết bị di động.

Họ Snapdragon mới nhất sẽ gồm chipset một nhân MSM8930, 2 nhân MSM8960 và bốn nhân APQ8064. Tất cả những chipset mới này cung cấp các giải pháp kết nối như Bluetooth, Wi-Fi, FM và GPS. Ngoài ra, chipset còn hỗ trợ công nghệ NFC, cũng như hỗ trợ S3D hay chụp/xem ảnh. Các chipset Snapdragon sẽ hỗ trợ cho các hệ điều hành chính.

Thiết bị sử dụng chip này có HTC Sensation và HTC Flyer.

Apple A5: Chip Apple A4 trên máy tính bảng iPad và iPhone4 thực sự là sự kết hợp giữa BXL ARM Cortex-A8 và GPU PowerVR. Chip này là dạng đóng gói hệ thống POP (package on package), SoC (system-on-a-chip) do Apple thiết kế và Samsung sản xuất riêng cho Apple. Cách kết hợp của Apple A5 cũng tương tự A4 - BXL của ARM và GPU của PowerVR nhưng cao cấp hơn (BXL 2 nhân Cortex A9MP Core và GPU 2 nhân PowerVR SGX543MP2) mà theo Apple thì GPU này mạnh hơn 9 lần và BXL mạnh hơn gấp đôi so với A4 trong khi mức tiêu thụ điện năng hiệu quả hơn.

Các thiết bị di động ứng dụng chip này gồm: iPad 2, iPhone 5 (chưa công bố)

Samsung Exynos. Samsung đang tăng tốc cho thị trường SoC (tích hợp hàng loạt hệ thống số trên một chip) thế hệ tiếp theo bằng BXL di động hiệu năng cao và SIP (Session Initiation Protocol) mật độ cao.

Trong đó, nổi bật có Exynos 4210. Dòng Exynos là SoC được tạo bởi BXL RISC (reduced instruction set computer) 32-bit mang lại nhiều tính năng như BXL 2 nhân như khả năng hiển thị native triple display đầu tiên trên thế giới (hỗ trợ đồng thời 2 màn hình LCD chính độ phân giải WSVGA và một màn hình HDTV 1080p qua cổng giao tiếp HDMI), phần cứng đồ họa 3D, băng thông bộ nhớ cao, phần cứng mã hóa/giải mã video 1080p và các giao tiếp tốc độ cao. Exynos 4210 sử dụng BXL 2 nhân CortexA9 có thể hỗ trợ độ phân giải WSVGA đồng thời trên 2 màn hình LCD và HDTV thông qua ngõ HDMI; hỗ trợ mã hóa/giải mã video 1080p, hiển thị 3D và native triple display.

Các thiết bị sử dụng chip này điển hình như Samsung Galaxy S-II.

Thế hệ smartphone tiếp theo đang trên đà phát triển thành những superphone, sẽ tiếp tục được trang bị những chip 4 nhân mạnh hơn để có thể thực hiện nhiều ứng dụng - đa nhiệm, chơi game 3D nhanh và hiệu quả. Tiếp theo superphone sẽ là gì? Có nhiều người “chơi chữ” rằng, có thể là “superduperphone” hay “überphone” nhưng chúng ta chỉ biết chắc một điều là sự tiến triển của công nghệ có những điều không thể nói trước được.