Buzz
Lần đầu tiên một đại diện của truyền thông được mời thăm phòng lab thử nghiệm của Apple, để hiểu rõ hơn về quá trình phát triển và xác nhận các con chip kiến trúc ARM mới mà Apple đang chế tạo cho các sản phẩm Mac và iPhone. CNBC mang đến clip đặc sắc, đưa khán giả vào thế giới của một trong những 'lab chip' của Apple, nơi các phiên bản chip tiên tiến nhất đang chờ đợi ra mắt trên các thiết bị của Apple trong tương lai gần:
Năm 2010, Apple giới thiệu chiếc iPhone 4 với chip xử lý tự phát triển A4. Đến nay, tất cả các máy tính Mac mới ra mắt trên thị trường đều trang bị chip xử lý dòng M, được Apple tự chế tạo và TSMC gia công. Bước chuyển đổi này đánh dấu kết thúc 15 năm dài, thời kỳ máy tính Mac của Apple phụ thuộc hoàn toàn vào chip xử lý của Intel đã kết thúc.
John Ternus, Giám đốc nghiên cứu phần cứng tại Apple, đã chia sẻ rằng: “Trong thập kỷ qua, một sự đổi mới đáng chú ý nhất của Apple là khả năng tự thiết kế phần cứng, đặc biệt là sự xuất sắc của chúng tôi trong việc phát triển các con chip silicon.”Sự thay đổi này không chỉ giúp Apple kiểm soát mọi khía cạnh của sản phẩm mà họ tạo ra, mà còn đặt ra những thách thức mới. Hiện nay, mọi chip xử lý trung tâm và SoC cao cấp trên iPhone và MacBook đều được sản xuất bởi một đối tác duy nhất, TSMC. Trong khi đó, thị trường toàn cầu đang trải qua những biến động về nhu cầu smartphone, và các đối thủ như Microsoft đang nỗ lực đột phá trong lĩnh vực phát triển chip và trí tuệ nhân tạo.
Johny Srouji, Phó chủ tịch quản lý công nghệ phần cứng và phụ trách phát triển chip tại Apple, chia sẻ: “Với hàng nghìn kỹ sư hiện tại, chúng tôi không chỉ chú trọng vào số lượng mà còn đảm bảo sự hiệu quả trong việc sản xuất chip. Chúng tôi tạo ra không chỉ là rất hiệu quả mà còn phản ánh chất lượng.”
Một điều đặc biệt, có thể nói chỉ có Apple là công ty đặc biệt phát triển và sản xuất chip bán dẫn với mục đích riêng, không cung cấp chip cho bất kỳ đối tác nào khác. Ông Srouji chia sẻ: “Chúng tôi không bán chip cho bất kỳ ai, điều này giúp chúng tôi tập trung hoàn toàn vào sản phẩm của mình. Điều này cho phép chúng tôi linh hoạt tối ưu hóa và mở rộng kiến trúc chip để phục vụ nhu cầu đa dạng trên nhiều sản phẩm khác nhau.”
Năm 2008, ông Srouji gia nhập đội ngũ Apple, dẫn đầu một nhóm gồm khoảng 40-50 kỹ sư chuyên phát triển chip cho iPhone. Chỉ sau một tháng, Apple chi trả 150 triệu USD để sở hữu P.A. Semiconductor, một công ty startup nghiên cứu về chip bán dẫn với đội ngũ 150 thành viên. Chỉ trong vòng hai năm, chip A4 đã ra mắt trên iPhone 4 và iPad thế hệ đầu tiên.
Ông Srouji chia sẻ: “Chúng tôi phát triển một kiến trúc gọi là bộ nhớ thống nhất, có thể mở rộng linh hoạt theo quy mô và yêu cầu cụ thể của từng sản phẩm. Kiến trúc này bắt đầu từ iPhone, mở rộng để phục vụ nhu cầu trên iPad, tiếp theo là Apple Watch và cuối cùng là trên dòng máy Mac.”Nhóm kỹ sư với hàng nghìn thành viên tại Apple đang mở rộng tầm nhìn của họ, phát triển các chip bán dẫn đột phá từ khắp nơi trên thế giới. Các trung tâm nghiên cứu của Apple đã mọc lên ở nhiều quốc gia như Đức, Áo, Israel, Anh và Nhật Bản. Ở Mỹ, Silicon Valley, San Diego và Austin, Texas là những địa điểm mà Apple đặt trụ sở của mình.
Các loại chip bán dẫn mà Apple đang tập trung phát triển chủ yếu là SoC, với nhiều lõi xử lý khác nhau được tích hợp trên cùng một viên chip. Cấu trúc này cho phép tích hợp cả CPU, GPU và thậm chí cụm xử lý machine learning mạnh mẽ mà Apple gọi là Neural Engine. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả năng lượng của các sản phẩm của họ.
Điều đặc biệt về Apple là họ không chỉ phát triển chip bán dẫn để sử dụng trong các sản phẩm của mình mà còn tùy chỉnh từng chip cho từng sản phẩm cụ thể. Như một nhà thiết kế chip hàng đầu, Apple cam kết tạo ra những sản phẩm có hiệu suất cao nhất cho người dùng của mình.
Sau khi công bố thành công chip xử lý A17 Pro sử dụng công nghệ 3nm, Apple nhanh chóng giới thiệu kiến trúc chip M3 cho dòng máy tính Mac chỉ trong vòng hai tháng. Điều đặc biệt, thế hệ mới của MacBook sở hữu thời lượng pin lên đến 22 giờ và khả năng xử lý đồ hoạ mạnh mẽ, tương tự như hai chiếc iPhone trang bị chip A17 Pro.
“Dù vẫn còn rất nhiều công việc phía trước, nhưng tôi tin rằng đa số máy Mac trong tương lai sẽ đáp ứng được yêu cầu chơi game AAA, điều mà trước đây có vẻ như là không thể.”“Quy luật của thị trường thay đổi đột ngột. Bất ngờ chúng ta có thể tạo ra chiếc MacBook Air siêu mỏng, siêu nhẹ, pin chạy 18 tiếng mà không cần quạt tản nhiệt, đồng thời vẫn đảm bảo hiệu suất vượt trội so với những chiếc MacBook Pro mới ra mắt không lâu.”
Khi Apple giới thiệu chip A4 cách đây 13 năm, họ đã tạo nên một điển mốc quan trọng khi một công ty sản xuất thiết bị công nghệ tham gia vào lĩnh vực cạnh tranh và có tỷ suất lợi nhuận thấp như chip bán dẫn. Ngày nay, Amazon, Google, Microsoft và Tesla cũng đang nỗ lực phát triển chip riêng để đáp ứng nhu cầu đặc biệt của họ.
Chuyện về modem viễn thông trong iPhone mà Apple đang cố gắng phát triển vẫn tiếp tục thu hút sự chú ý. Điều này là một trong những thách thức mà Apple, dù mạnh mẽ nhưng vẫn chưa thể vượt qua.
Năm 2019, Apple và Qualcomm đã đụng độ về quyền sở hữu trí tuệ công nghệ kết nối sóng viễn thông. Ngay sau đó, Apple chi 1 tỷ USD để mua lại mảng phát triển modem 5G từ Intel, với hy vọng có thể tự chủ về công nghệ và linh kiện kết nối sóng viễn thông 5G. Tuy nhiên, cho đến thời điểm hiện tại, Apple vẫn hoàn toàn phụ thuộc vào modem 5G của Qualcomm. Cho đến tháng 9 năm ngoái, họ và Qualcomm vẫn tiếp tục hợp tác với nhau đến năm 2026.
Theo CEO và nhà phân tích chính của Creative Strategies, Ben Bajarin, “Qualcomm vẫn là người giữ ngôi vị chip modem tốt nhất trên thị trường. Nếu Apple không thể sản xuất một con chip ngang tầm, họ sẽ không tích hợp vào sản phẩm thương mại của mình.”
Trong thời điểm này, có tin đồn cho rằng Apple đang tích cực phát triển chip WiFi và Bluetooth riêng, nhằm giảm sự phụ thuộc vào các đối tác như Broadcom. Đáng chú ý, Broadcom đang có một hợp đồng lớn trị giá tỷ USD để cung cấp linh kiện cho Apple, trong khi chip nhớ của họ phải được mua từ Samsung và Micron.
Theo Johny Srouji, “Động lực của chúng tôi nằm trong sản phẩm. Chúng tôi không chỉ muốn tạo ra những sản phẩm xuất sắc nhất trên thế giới, mà còn muốn biến tầm nhìn đó thành hiện thực thông qua việc phát triển công nghệ, kể cả phát triển chip bán dẫn. Để đạt được mục tiêu đó, Apple sẽ mua tất cả linh kiện quan trọng để các kỹ sư có thể tập trung vào những giải pháp quan trọng hơn.”
Mặc dù có bất kỳ bước tiến nào trong việc phát triển và đưa ra thị trường nhiều chip xử lý như thế nào, Apple vẫn không thể tránh khỏi sự phụ thuộc vào đối tác bên ngoài để sản xuất thương mại các thiết kế chip của mình. Nếu nhìn vào điều này, có thể khẳng định rằng Apple hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng của TSMC. Hơn 90% tổng số chip hiện đại và mạnh mẽ hiện nay được gia công bởi TSMC tại các nhà máy đặt tại đảo Đài Loan. Điều này tạo ra những rủi ro đối với vấn đề chính trị, không chỉ đối với Apple mà còn với các đại diện khác trong ngành công nghiệp công nghệ như Nvidia hay AMD.
Quan điểm của Bajarin từ Creative Strategies được đưa ra và hầu hết mọi người đều đồng tình: “Hiện tại, rõ ràng có áp lực lớn, ví dụ như nếu đảo Đài Loan gặp vấn đề, kế hoạch B sẽ là gì? Hiện tại chưa có lựa chọn nào tốt như TSMC. Chúng ta muốn thấy Samsung đủ sức cạnh tranh với TSMC, Intel cũng đang muốn làm điều đó. Nhưng ở thời điểm hiện tại, TSMC vẫn là số 1 và chưa có đối thủ.”
Khi đi kèm với đạo luật CHIPS thúc đẩy tự chủ công nghệ chip bán dẫn tại Mỹ, cũng như các nhà máy gia công bán dẫn mà Intel hay TSMC đang xây dựng trên lãnh thổ Mỹ, thì một thách thức khác đối với Apple là tìm kiếm những tài năng xuất sắc để tiếp tục phát triển các kiến trúc chip mới của Apple Silicon. TSMC cho biết nhà máy ở Arizona của họ, do thiếu nhân sự, sẽ không đi vào hoạt động cho đến năm 2025.
Dù liên quan đến sự khan hiếm kỹ sư và nhân tài phát triển chip xử lý hay không, một sự thật rõ ràng là thế hệ mới của chip xử lý của Apple đang trải qua sự cải thiện hiệu suất giảm dần so với những thế hệ trước đó. Theo ông Srouji: “Việc tạo ra cải tiến hiệu suất trong những thế hệ chip bán dẫn mới đang trở nên khó khăn hơn, do sự phát triển ngày càng khó khăn. Khả năng tích hợp transistor, để tạo ra cải thiện hiệu suất và hiệu quả tiết kiệm năng lượng cho chip xử lý hiện đại đang trở nên khó khăn hơn so với 10 năm trước.”
Bỏ qua kiến trúc chip xử lý tiêu dùng, xu hướng của năm nay tập trung vào chip xử lý và thuật toán AI. Điều này giải thích vì sao GPU của Nvidia đang gặp khó khăn trong việc cung cấp đủ hàng, đồng thời giúp giá trị vốn hóa của họ vượt qua mốc 1 nghìn tỷ đô la, với giá cổ phiếu tăng gấp đôi trong năm nay. Google, Amazon và Microsoft đều sở hữu các chip xử lý tương tự như Tensor Processing Unit, Graviton4 và Maia 100.
Trong khi Apple cũng có Neural Engine, những con chip chỉ xử lý deep learning ở mức địa phương trên thiết bị cuối cùng, xuất hiện lần đầu cùng với chip A11 Bionic vào năm 2017. Tháng 7, Bloomberg đưa tin rằng Apple đang phát triển một mô hình ngôn ngữ mang tên Ajax, và chuẩn bị cho việc ra mắt chatbot Apple GPT. Từ năm 2015, Apple đã mua lại hơn 20 công ty nghiên cứu về trí tuệ nhân tạo.
Với khả năng xử lý AI mạnh mẽ trên các thiết bị của Apple, quan điểm hiện tại là chúng hoạt động mượt mà trên những con chip như M3 hay A17. Tuy nhiên, phần mềm cũng cần phải tương thích, điều này đồng nghĩa với việc các lập trình viên cần phải khai thác tối đa ưu điểm để phát triển ứng dụng AI chạy trực tiếp trên các chip Apple Silicon. Mặc dù điều này có thể không xảy ra ngay lập tức, vì phần lớn các giải pháp AI hiện tại vẫn được xử lý trên máy chủ đám mây với hàng trăm GPU, mỗi chiếc có giá hàng chục nghìn USD.
