Buzz
Thành công của Qualcomm trong việc sản xuất các SoC kiến trúc ARM cho smartphone Android đã trở nên không còn gì phải bàn cãi nữa. Tuy nhiên, việc thành công trong lĩnh vực xử lý chip cho các thiết bị công nghệ khác vẫn là một dấu hỏi lớn. Điều này đặc biệt đúng với các sản phẩm SoC của Qualcomm, phục vụ cho thị trường máy tính cá nhân chạy Windows ARM.Tính đến thời điểm hiện tại, thế giới Windows vẫn gặp khó khăn trong việc chuyển từ kiến trúc tập lệnh x86 sang ARM, và điều này không chỉ là lỗi của Qualcomm. Cả Windows-on-ARM và hệ thống phần mềm ứng dụng vẫn còn nhiều hạn chế, làm cho việc chuyển đổi này vẫn đang gặp phải nhiều khó khăn.
Tuy nhiên, từ một góc độ khác, như câu chuyện về con gà và quả trứng, việc ít thiết bị chạy Windows ARM được sử dụng đã khiến các nhà phát triển ứng dụng và phần mềm do dự trong việc hỗ trợ nền tảng kiến trúc mới. Để thuyết phục thị trường và người dùng, các thế hệ chip mới mạnh mẽ hơn đời trước từ 10 đến 15% không còn đủ lý tưởng nữa. Qualcomm cần một sản phẩm mới, với sự tiến bộ vượt bậc về hiệu năng và tiêu thụ điện năng so với các SoC ARM hiện tại.
Sau ba năm nỗ lực không ngừng, Qualcomm tuyên bố họ đã thành công với một sản phẩm như vậy. Đó chính là Snapdragon X Elite, SoC ARM thế hệ mới dành cho máy tính cá nhân chạy Windows.
Không thể phủ nhận, Oryon là kiến trúc nhân CPU ARM đã được các kỹ sư của Nuvia phát triển trước khi Qualcomm mua lại công ty này vào đầu năm 2021. Aspiration của các kỹ sư ở đây, cũng như sự quan trọng của kiến trúc Oryon chính là điều rất lớn. Do đó, cấu hình, hiệu năng và trải nghiệm thực tế của Snapdragon X Elite là điều mà mọi người đều đặt nhiều kỳ vọng và mong chờ. Snapdragon X Elite đặc biệt, và Oryon nói chung, sẽ là nền tảng cho sự phát triển của chip xử lý trong tương lai gần của Qualcomm.
Hiện tại, theo thông báo từ Qualcomm, dự kiến Snapdragon X Elite sẽ ra mắt vào giữa năm 2024. Hiện tại, cấu hình bên trong của vi mạch chip đã được hoàn thiện. Qualcomm còn vài tháng để tối ưu hóa con chip, đảm bảo sức mạnh và thời lượng pin của các thiết bị sử dụng Snapdragon X Elite hoạt động ở mức tốt nhất có thể.
Hãy bắt đầu với tổng quan về con chip Snapdragon X Elite.
Qualcomm vẫn chưa công bố con số chính thức về TDP của Snapdragon X Elite, nhưng cho biết con chip có thể hoạt động ở các mức công suất tiêu thụ điện khá rộng. Nói một cách đơn giản, khi có nhiều điện vào, chip sẽ hoạt động mạnh mẽ hơn, nhưng ở các mức công suất tiêu thụ điện thấp, chip vẫn cung cấp hiệu suất đủ để đáp ứng nhu cầu của người dùng. Điều này cho phép thiết kế laptop mỏng nhẹ với tản nhiệt passice hoặc active để tận dụng tối đa sức mạnh của Snapdragon X Elite. Ít nhất, đó là cam kết từ Qualcomm.
Về mặt bố cục, Qualcomm vẫn lựa chọn thiết kế die monolithic, không sử dụng chiplet và không có cầu nối dữ liệu giữa các nhân chip xử lý. Chỉ có chip thu phát tín hiệu sóng không dây mới là một die độc lập. Có khả năng cao Snapdragon X Elite sẽ được sản xuất trên tiến trình N4P của TSMC.CPU: 12 nhân kiến trúc Oryon
Vấn đề nhỏ nhặt hiện tại là, Qualcomm vẫn chưa công bố bất kỳ thông tin nào về kích thước bộ nhớ đệm hay các thông số cụ thể của nhân CPU. Điều duy nhất có thể chắc chắn là tham vọng của Qualcomm. Trước khi bị Qualcomm mua lại, các kỹ sư Nuvia, dưới sự lãnh đạo của những cựu kỹ sư và giám đốc mảng chip xử lý của Apple, đã phát triển những CPU mạnh mẽ cho máy chủ. Tư duy thiết kế đó đã được áp dụng vào quá trình phát triển nhân CPU Oryon. Thực tế đó cũng là lý do mà Qualcomm đã mua lại Nuvia, họ cần sự mạnh mẽ từ các kỹ sư có kinh nghiệm để cạnh tranh với các nhà sản xuất chip cho máy tính cá nhân, và sau này là cả cho điện thoại thông minh.
Để so sánh, Snapdragon 8cx Gen 3 chỉ có 4 nhân hiệu năng cao Coretex-X1 và 4 nhân hiệu năng thấp Cortex A78. Chỉ riêng việc Snapdragon X Elite có hơn 50% nhân xử lý đã chứng tỏ sức mạnh của nó. 12 nhân Oryon sẽ được chia thành 3 cụm nhân CPU trên die chip bán dẫn. Lựa chọn thiết kế như vậy có thể cho thấy Qualcomm chia đường điện đầu vào cho từng cụm 4 nhân một cách độc lập, trong trường hợp máy tính làm việc với những tác vụ nhẹ nhàng, có thể ngắt điện vào cả một cụm để tăng thời lượng pin.Bộ nhớ: 128-bit LPDDR5x
Để cung cấp dữ liệu lớn cho 12 nhân CPU trên Snapdragon X Elite tính toán, bộ nhớ LPDDR5x, bus 128-bit, được sử dụng. Thay vì LPDDR4x trước đó, RAM LPDDR5x với tốc độ tối đa 8533 MT/s giúp con chip PC mới của Qualcomm cạnh tranh về tốc độ bộ nhớ.
Về bộ nhớ đệm, Qualcomm cho biết tổng cộng có 42MB bộ nhớ đệm nằm giữa những cụm nhân CPU và bộ nhớ hệ thống. Điều này bao gồm cả bộ nhớ đệm L2 và L3. Nếu Snapdragon X Elite sử dụng thiết kế cache L3 như vậy, mỗi nhân CPU sẽ có 3MB bộ nhớ đệm L2.GPU: Adreno phiên bản mới nhất
Mỗi khi ra mắt chip xử lý mới, Qualcomm thường giữ bí mật về kiến trúc của chip GPU, chỉ đơn giản nêu rõ là đây là Adreno phiên bản mới nhất. Tuy nhiên, từ các tính năng được đề cập, có thể suy luận về kiến trúc kỹ thuật, chẳng hạn như việc hỗ trợ DirectX 12, ray tracing thời gian thực, như đã thấy trên Snapdragon 8 Gen 2. Với việc dành cho các thiết bị chạy Windows, GPU của Snapdragon X Elite có thể đạt chuẩn thiết kế DirectX 12 Ultimate của Microsoft.
Về mặt hiệu suất, Qualcomm công bố con số duy nhất là 4.6 teraflops. Điều này dường như là hiệu suất xử lý số thực dấu phẩy động FP32, tương tự như hầu hết các GPU khác trên thị trường. Trước đó, các thế hệ chip 8cx không công bố số liệu teraflops, làm khó khăn trong việc so sánh.
Câu hỏi nằm ở việc, teraflop thường không tương đương giữa các thế hệ GPU khác nhau. Để biết sức mạnh thực sự của nhân GPU Adreno mới so với GPU tích hợp trên các chip xử lý x86 dành cho laptop, cần phải đánh giá trên sản phẩm thực tế.
Bộ điều khiển đồ họa của GPU hỗ trợ lên đến 4 màn hình thông qua DisplayPort 1.4. Ngoài màn hình chính, có thể kết nối thêm tối đa 3 màn hình khác, bao gồm một màn hình 5K và hai màn hình 4K.
Trên SoC, cụm chip tăng tốc xử lý video (VPU) cũng được tích hợp. Chip này không chỉ hỗ trợ giải mã codec AV1 mà còn hỗ trợ mã hóa codec AV1, là lần đầu tiên trên một con chip của Qualcomm, nhằm phục vụ cho các nhà sản xuất nội dung.NPU: Hexagon AI Processor Architecture - Phiên bản nâng cấp
Với Snapdragon X Elite, Qualcomm không chỉ tập trung vào việc phát triển nhân CPU Oryon. Họ còn tập trung vào việc nâng cấp cụm chip xử lý học máy mang tên Hexagon. Tương tự như Intel, AMD, Nvidia và cả Microsoft, Qualcomm tin rằng trí tuệ nhân tạo sẽ trở thành một phần quan trọng không thể thiếu trên các thiết bị Windows trong tương lai. Vì vậy, họ đã đầu tư không ít tiền để cải thiện kiến trúc của đơn vị xử lý trí tuệ nhân tạo (NPU) Hexagon.
Qualcomm quảng cáo rằng cụm NPU này có khả năng xử lý INT8 với 4 TOPS. Con số này thấp hơn so với 15 TOPS của 8cx Gen 3, nhưng không rõ về loại INT cụ thể.
Trái ngược với sự kín bưng về chi tiết kiến trúc của CPU và GPU, nhưng Qualcomm lại tiết lộ rất nhiều về NPU Hexagon, đặc biệt là những cải tiến để tăng hiệu suất xử lý các thuật toán học máy. Từ việc cải thiện tốc độ xử lý tensor lên đến 2.5 lần so với NPU trên Snapdragon 8cx Gen 3, cho đến việc tăng gấp đôi dung lượng bộ nhớ đệm (số liệu cụ thể không được Qualcomm tiết lộ). Qualcomm hướng đến khả năng xử lý các mô hình ngôn ngữ, cần nhiều dung lượng bộ nhớ và băng thông bộ nhớ. Theo hãng, NPU trên Snapdragon X Elite có thể xử lý 13 tỷ tham số mô hình ngôn ngữ LLaMa 2 của Meta ngay trên chip xử lý, mà không cần sự hỗ trợ từ bất kỳ trung tâm dữ liệu nào.
Đồng thời, tiêu thụ điện năng của con chip này cũng được điều chỉnh. Cụm chip tensor hiệu suất cao tiêu tốn nhiều điện năng hơn và giờ đây có đường cấp điện riêng, trong khi phần còn lại của cụm NPU nằm trên một đường cấp điện độc lập.USB 4, PCIe 4 & WiFi 7
Về kết nối ổ cứng NVMe, Snapdragon X Elite hỗ trợ chuẩn PCIe Gen 4. Về mặt kết nối WiFi và modem, sẽ sử dụng kết nối PCIe Gen 3. SoC hỗ trợ kết nối chuẩn USB 4, trên máy tính trang bị con chip này sẽ có tối đa 3 cổng Type C, cùng 2 cổng USB 3.2 Gen 2 và 1 cổng USB 2.0.
Cả modem 5G và modem kết nối WiFi trên Snapdragon X Elite đều được tách biệt so với chip xử lý, nằm ở một vị trí khác trên bo mạch của laptop. Dự kiến Snapdragon X Elite sẽ kết hợp với modem WiFi FastConnect 7800 dưới dạng card format M.2. Modem WiFi này hỗ trợ chuẩn WiFi 7 mới nhất và kết nối Bluetooth 5.4. Về kết nối 5G, Qualcomm có thể kết hợp Snapdragon X Elite với Snapdragon X65, phiên bản modem 5G đã xuất hiện cùng Snapdragon 8cx Gen 3.
Dự đoán rằng Qualcomm tách modem 5G và modem WiFi ra khỏi SoC để ra mắt con chip Snapdragon X Elite nhanh hơn. Tích hợp hai module chip kết nối không dây này sẽ tốn thêm thời gian và vì laptop có chassis lớn hơn nên việc đặt chip ở đâu cũng được. Lý do chính thức được đưa ra là tạo ra lựa chọn tự do cho các nhà sản xuất thiết bị, muốn laptop có modem 5G hay không tùy ý.Cam kết về hiệu năng khiến ai cũng ngạc nhiên
Thông qua các biểu đồ khi giới thiệu Snapdragon X Elite, Qualcomm đã tạo ra sự ngạc nhiên. Hiện chưa có ai có thông tin chi tiết về kiến trúc nhân CPU Oryon để dự đoán về hiệu năng. Tuy nhiên, Qualcomm đã nói rất nhiều về hiệu năng đa nhân khi 12 nhân CPU trong Snapdragon X Elite hoạt động ở công suất đầy đủ. So sánh với các chip PC mới giới thiệu, từ những chip hiệu năng thấp đến cả những chip dành cho máy xách tay “desktop replacement” như Core i7-13800H hay Ryzen 9 7940HS:
Ngay cả với một trong những chip CPU mạnh nhất trên thị trường laptop hiện nay, Core i7-13800H, Qualcomm khẳng định hiệu năng đa nhân của Snapdragon X Elite mạnh hơn 60% ở công suất tối đa, và ở hiệu năng tương đương, Snapdragon X Elite chỉ tiêu tốn 1/3 năng lượng so với 13800H.
Tại thời điểm ra mắt vào năm sau, Snapdragon X Elite sẽ đối mặt với một đối thủ đáng gờm là Meteor Lake, thế hệ chip Core Ultra thứ 14 của Intel với công nghệ gia công và tiến trình hoàn toàn mới. Do đó, các so sánh từ Qualcomm chỉ mang tính chất tham khảo.
Về các chip ARM, Qualcomm tuyên bố Snapdragon X Elite mạnh hơn 50% so với các chip kiến trúc ARM của đối thủ cạnh tranh. Tuy nhiên, không đề cập cụ thể đối thủ nào, nhưng có thể kể đến Apple và Mediatek.
Các lời hứa về hiệu năng GPU so với các GPU tích hợp trên laptop cao cấp dựa trên bài test 3DMark Wildlife Extreme. GPU của Snapdragon X Elite được gia công trên tiến trình 4nm, nhưng cần thời gian để có so sánh và đánh giá chính xác nhất.
