Chi tiết về Snapdragon 855: 3 cụm CPU, nhân AI là kết hợp Hexagon + CPU + GPU 7 nghìn tỉ phép tính

Kĩ hơn về Snapdragon 855: không chỉ mạnh mà còn phải lâu, hỗ trợ toàn diện cho camera và chơi game

Bài này tổng hợp các nội dung khai thác sâu về những khía cạnh nổi bật của Snapdragon 855, con chip mới được Qualcomm ra mắt tại Hawaii. Snapdragon 855 có nhiều trò hay, và mình đánh giá là Qualcomm năm nay rất nỗ lực để khiến cho chip của họ trở nên cạnh tranh tốt hơn so với các đối thủ như Apple, Samsung, Huawei.

Nhân CPU và GPU: tập trung vào độ ổn định

Nhân CPU của Snapdragon 855 giờ chia làm 3 cụm, thay vì 2 như trước:

Cụm 1, còn gọi là Prime Core: 1 nhân rất mạnh với xung lên tới 2,84GHzCụm trung gian: 3 nhân vừa vừa xung 2,42GHzCụm tiết kiệm điện: 4 nhân chỉ chạy ở mức 1,8GHz

Tất cả nhân này đều dựa trên Kyro 485, thế hệ nhân CPU mới được Qualcomm tùy biến từ kiến trúc ARM. Việc bổ sung Prime Core giúp máy xử lý được những tác vụ cần rất nhiều hiệu năng, ví dụ như edit video, xử lý hình ảnh 4K, chơi game, dựng phim mà không phải lôi thêm các nhân khác vào cuộc. Một mình nó có thể chạy ở nhân 2,8GHz mà không gặp nhiều trở ngại về nhiệt độ và thời lượng pin. Giả sử Snapdragon 855 chỉ dùng 2 cụm như xưa nay, khi đó cụm mạnh đều phải chạy ở mức tối đa 2,8GHz, tất nhiên từng nhân vẫn có thể nâng lên hạ xuống hay thậm chí tắt hẳn nhưng sẽ sinh ra nhiều vấn đề về nhiệt độ trong thời gian dài.

Ngoài ra, mỗi nhân đều có cache L2 riêng, tất cả chia sẻ chung cache L3 cho toàn chip. Qualcomm chưa đưa ra dung lượng cache cho từng nhân nhưng mình nghĩ nhân Prime Core sẽ có dung lượng L2 lớn hơn so với cụm trung gian, nhờ vậy mà tốc độ truy xuất cũng sẽ nhanh hơn, giảm số lần CPU không tìm thấy dữ liệu trong cache phải quay ngược vào bộ nhớ trong để tìm data.

Qualcomm tự tin rằng chip của họ không chỉ mạnh mà còn lâu. So với các chip 7nm đối thủ (Qualcomm không nói rõ là đối thủ nào, chắc là Kirin 980 và Exynos 9820), Qualcomm nói Snapdragon 855 có thể duy trì hiệu năng mạnh trong thời gian dài, ổn định chứ không phải rất mạnh khi bắt đầu để rồi sụt giảm nhanh chóng về sau. Tưởng tượng khi bạn mới mở game lên chơi thì ngon lắm, mà chơi được một lát thì lag, giật banh càng thì trải nghiệm rõ ràng không tốt.

Kyro 485 cũng là nhân CPU có mức độ tăng trưởng hiệu năng so với đời trước cao nhất kể từ khi Qualcomm ra mắt chip Snapdragon 800. So với Snapdragon 855 dùng nhân Kyro 385, nhân mới mạnh hơn 45% và điều có tác động đến bạn thông qua những thứ như thời gian mở app nhanh hơn, app chạy mượt hơn, Android hoạt động nhanh chóng hơn, giảm độ trễ khi xử lý việc nặng... Qualcomm nói so với các đối thủ 7nm còn lại thì họ nhanh hơn về thời gian mở app Facebook, Instagram, Gmail, Google Maps,...

Nhân AI: không chỉ là nhân AI

Apple A11, A12, Samsung Exynos 9820, Kirin 980 đều sở hữu một nhân riêng dành cho các tác vụ trí tuệ nhân tạo. Nhân này giúp thuật toán AI chạy nhanh hơn và tiết kiệm điện hơn, giảm tải cho CPU và GPU.

Còn với Snapdragon 855, bộ xử lý AI là một tổ hợp được cải tiến từ bộ xử lý tín hiệu số DSP Hexagon kết hợp với CPU và GPU, cả ba chạy chung với nhau để đạt thành quả 7 nghìn tỉ phép tính mỗi giây. DSP truyền thống chủ yếu làm những việc như xử lý âm thanh, xử lý tín hiệu video, hỗ trợ CPU trong việc tính các phép tính đơn giản...

Trên Snapdragon 855, bộ xử lý Hexagon 690 ngoài làm những thứ như trên thì nó còn được nâng cấp mạnh mẽ để phục vụ cho AI. Đầu tiên là việc xử lý các phép tính cộng trừ nhân chia truyền thống (scalar), nó mạnh hơn so với Snapdragon 845 1,2 lần và sở hữu 4 luồng xử lý riêng. Chip còn được bổ sung một bộ xử lý riêng dành cho phép toán vector, ma trận và một thành phần đặc biệt để xử lý các tensor (tập hợp ma trận, thường dùng trong các thuật toán machine learning, các mạng neuron nhân tạo...). Bộ tensor accelerator này do chính Qualcomm thiết kế

Về phần CPU, nhân Kyro 483 được bổ sung các tập lệnh mới dành cho phép tính số thập phân và số nguyên, trong khi GPU thì được bổ sung các đơn vị tính toán logic nhiều hơn 50% so với thế hệ trước. Những thứ này chạy cùng nhau để giúp Snapdragon 855 hoạt động hiệu quả hơn khi làm việc AI.

Tác động của nó đến bạn: các app dùng tính năng Ai sẽ chạy nhanh hơn, ví dụ nhận dạng hình ảnh, nhận diện gương mặt tốt hơn, học đúng hơn hành vi sử dụng điện thoại của bạn, dự đoán đúng hơn đối tượng trong video, tách chủ thể khỏi nền hiệu quả hơn. Qualcomm cũng trình diễn một số giải pháp AI mà họ làm cùng với đối tác, trong đó có việc hiệu chỉnh hình ảnh, màu sắc tự động cho ảnh chụp với mức độ cải thiện rất lớn, nhận diện gương mặt 3D nhanh và nhạy... Ứng dụng thì bao la, không lo.

Bộ xử lý hình ảnh ISP Spectra 380: hỗ trợ mạnh về computer vision

Computer vision (CV) là lĩnh vực xử lý hình ảnh: ví dụ như nhận diện gương mặt cũng là CV, chỉnh sửa ảnh cũng là CV, hay chụp ảnh cũng gọi chung là CV. Trước đây các ISP trong chip thường chỉ làm nhiệm vụ xử lý ảnh chụp, ghép hình ảnh, thuật toán, phủ màu... rồi kết xuất thành tấm ảnh cuối cùng.

Còn với Snapdragon 855, ISP Spectra 380 làm được cả những thứ về bóc tách chủ thể khỏi nền, ghép ảnh từ nhiều camera, hỗ trợ chụp trước lấy nét sau ngay cả với điện thoại camera đơn... Những thứ này có được vừa nhờ vào sự cải thiện sức mạnh của ISP, vừa nhờ các thuật toán mà Qualcomm phát triển và tối ưu để chạy với Spectra 380.

ISP này không chỉ hoạt động độc lập, nó còn có thể kích GPU, CPU và nhân Hexagon AI lên chạy cùng để giúp xử lý các tác vụ quan trọng như bóc tền khỏi chủ thể, thay nền bằng nền mới, theo dõi chuyển động. Với các ứng dụng VR, ISP sẽ hỗ trợ theo dõi 6 trục để bạn đi tới lui, qua lại một cách thực tế trong không gian ba chiều. Hiện tại hệ thống theo dõi 6 trục thường phải dùng các chip riêng hoặc thiết bị riêng bên ngoài, khó tích hợp vào kính thực tế ảo hoặc sẽ rất đắt tiền.

Spectra 380 còn hỗ trợ và tối ưu cho định dạng ảnh HEIF, là thứ đã bắt đầu được Apple sử dụng trong 2 năm qua và đang dần dần mở rộng xuống Android. HEIF khá hay vì đây không chỉ là định dạng giúp giảm dung lượng file, nó còn hỗ trơ lưu trữ nhiều thông tin khác vào file như thông tin về chiều sâu, ảnh chụp liên tục, các đoạn video trước khi chụp... Đây là lý do định dạng này hay hơn JPEG nhiều.

Nói cách khác, chúng ta có thể kỳ vọng rằng trong năm 2019 này sẽ có nhiều điện thoại hơn hỗ trợ HEIC trong app camera của mình, và họ có thể yên tâm rằng HEIF giờ đã được phần cứng là Qualcomm chống lưng và phần mềm là Android hỗ trợ ngay tốt. Hi vọng HEIF sẽ nhanh chóng phổ biến giống như JPEG hiện nay (JPEG đã xuất hiện và được tín nhiệm trên 20 năm nay).

Cuối cùng, một điểm ấn tượng của Snapdragon 855 đó là nó hỗ trợ quay / phát phim video 4K chuẩn HDR10 . Chuẩn này giúp dải tương phản rộng hơn, màu sắc sâu hơn, đậm hơn và có thể tái hiện tối đa 1 tỉ màu. Nói dễ hiểu thì các video dạng này sẽ mang tới màu sắc gần với thực tế hơn. Việc triển khai chức năng quay phim này cần phải được nhà sản xuất thực hiện chứ không phải cứ máy nào chạy Snapdragon 855 là mặc định có.

Khi mà nhiều TV và màn hình máy tính đã hỗ trợ HDR10, HDR10 thì việc có một cái điện thoại quay phim là rất cần thiết, vì bạn sẽ dễ coi lại các video do chính tay mình quay lại từ những sự kiện quanh mình chứ không chỉ coi phim từ YouTube, Netflix (hỗ trợ HDR10).

Snapdragon Elite Gaming

Elite Gaming là giải pháp tổng thể của Snapdragon 855 đưa ra để hỗ trợ chơi game ngon hơn. Đầu tiên là việc con chip này giờ đã hỗ trợ các hàm Vulkan 1.1, hứa hẹn tạo ra các game đẹp và ấn tượng hơn. Vulkan bạn có thể đọc thêm thông tin ở đây để hiểu vì sao chỉ vài hàm lập trình mà lại quan trọng đến vậy.

Thứ hai là GPU Adreno 640 của Snapdragon 855 có hỗ trợ tính năng dựng hình ảnh Physically Based Rendering. Đây là một kĩ thuật dựng hình mang lại cảm giác thực hơn. Kết hợp với công nghệ màu HDR khi chơi game thì quá ngon.

Snapdragon 855 còn hỗ trợ một loạt tính năng khác như: chống gian lận, quản lý thời gian và độ trễ cho game online, âm thanh aptX Bluetooth, hỗ trợ 5G (để chơi game qua mạng nhanh hơn), giảm thời gian chờ đợi...

Thế nào năm nay Snapdragon 855 cũng sẽ xuất hiện trên một loạt điện thoại chơi game mới. Thị trường này béo bở quá mà, sao Qualcomm có thể bỏ qua được.

Theo Tinh Te