Apple vừa cho Intel và NVIDIA biết thế nào là một con chip tốt

Ngoài hiệu năng, cách Apple tối ưu năng lượng của M1 Pro và M1 Max là điểm mà Intel và NVIDIA cần xem lại mình.

Apple một lần nữa thể hiện sức mạnh với bộ đôi M1 Pro và M1 Max. Ngoài khả năng xử lý, những con chip Apple Silicon còn tối ưu năng lượng hiệu quả hơn đối thủ sử dụng kiến trúc x86. Vấn đề với Intel, AMD hay NVIDIA không chỉ là hiệu suất thô mà còn là lượng điện tiêu thụ.

Ở một số bài kiểm tra, điểm số của chip Intel thế hệ thứ 11 đánh bại Apple M1 Pro và M1 Max. Tuy nhiên, CPU Intel luôn tốn nhiều điện năng hơn để xử lý một tác vụ tương đương.

Chip Apple Silicon dùng ít điện hơn trên cùng tác vụ

Theo Anandtech, M1 Max có công suất tối đa khoảng 39,7 W để đạt 12.375 điểm ở bài kiểm tra Cinebench R23. Intel Core i9-11980HK của MSI GE76 Raider vượt qua thành tích của M1 Max, đạt 12.830 điểm. Tuy nhiên, con chip laptop đầu bảng của Intel tiêu thụ không dưới 106,5 W điện để có được điểm số này.

Các thử nghiệm của Anandtech cho thấy rằng Intel bị bỏ xa trong khoản tối ưu điện năng. CPU nền tảng x86 có thể cạnh tranh về hiệu suất của M1 Max, nhưng cần nhiều năng lượng hơn.

Trong bài kiểm tra Floating Point, Apple M1 Max đem đến hiệu suất cao hơn bất kỳ CPU x86 nào. Điều này có được là nhờ băng thông lớn mà con chip sở hữu. Apple công bố M1 Max có băng thông tối đa 400 GB/s. Trong các bài thực nghiệm, con số chỉ đạt ngưỡng 200 GB/s, nhưng đã đủ bỏ xa các đối thủ khác.

Apple M1 Max có điểm số đa nhân kém hơn Intel Core i9-11980HK

Không chỉ CPU, GPU của Apple cũng có thế mạnh tương tự. “Giải pháp đồ họa của Apple rất tốt. Dù không có nhiều trò chơi để đánh giá năng lực xử lý thật sự của GPU mới, nhưng hiệu suất tổng thể của nhân đồ họa sản xuất bởi Apple vẫn tăng đáng kể so với trước đây”, biên tập viên Joel Hruska của Extremetech viết.

Tuy nhiên, M1 Pro hay M1 Max chưa là con chip hoàn hảo. Extremetech cho rằng đây không phải lựa chọn dành cho mọi người dùng. Với nhu cầu sử dụng thông thường, hiệu năng của Apple M1 đã đủ. Mặt khác, có 10% người dùng máy tính sẽ không chuyển sang sử dụng MacBook Pro dù M1 Max có mạnh thế nào. Đó là các game thủ.

Phần bị các công ty bán dẫn bỏ quên

Extremetech cho thấy điểm yếu lớn nhất của Intel hay NVIDIA không phải là hiệu suất thô, mặc dù phần lớn CPU hay GPU hiện có không mạnh bằng Apple M1 Max.

Vấn đề nằm ở cách Táo khuyết tối ưu năng lượng trên hệ thống System on Chip (SoC) dường như bỏ xa các nhà sản xuất khác. Các CPU hiệu năng cao của Intel trở nên kém hiệu quả ở một tốc độ nhất định. Khi xung nhịp của con chip tăng lên, lượng điện cần thiết cũng tỷ lệ thuận.

Chip Apple Silicon cần dùng ít điện hơn so với CPU x86 trong cùng một tác vụ.

Điều tương tự cũng xảy ra với NVIDIA. Hãng đã loại bỏ thuật ngữ Max-Q trên thế hệ card đồ họa RTX 3000 series. Tuy nhiên, người dùng có thể thấy những trường hợp laptop sử dụng GPU RTX 3060 nhưng chỉ tiêu thụ tối đa 80 W điện.

Việc giới hạn TDP của card đồ họa trên những sản phẩm mỏng nhẹ khiến hiệu năng giảm sút nghiêm trọng. Chỉ những chiếc máy có ngoại hình to, dày sở hữu hệ thống tản nhiệt tốt mới có những GPU chạy hết công suất.

Chưa thể theo dõi cách nhà sản xuất phân bổ năng lượng ra sao ở các dải xung nhịp của chip Apple Silicon. Tuy nhiên, MacBook ARM gần như không gặp vấn để ở mọi khoảng tốc độ. Trong khi đó, những con chip x86 trở nên bất ổn ở mức xung nhịp trên 3,2 GHz.

Trang Extremetech cho rằng Táo khuyết đã để lại một “phần hở” khoảng 15-25% hiệu năng trên những con chip của mình. Hãng sử dụng phần này để phân bố và tối ưu hiệu suất của các nhân CPU.

Những kỳ vọng ở tương lai

Lịch sử cho thấy các dòng chip mang đến một hiệu suất cao nhưng tiết kiệm điện luôn có tỷ lệ thành công nhiều hơn trên thị trường. Trong quá khứ, chip Ryzen sử dụng năng lượng hiệu quả hơn nhiều so với thế hệ Bulldozer trước đó. Core 2 Duo của Intel cũng tối ưu tốt hơn kiến trúc Pentium 4. Những lần ra mắt này đều mở ra một giai đoạn thành công cho hai công ty bán dẫn.

Intel sử dụng các nhân tiết kiệm năng lượng tương tự chip ARM trên CPU Core thế hệ 12

Mặt khác, kích thước của chu trình sản xuất là thách thức mà Apple cần vượt qua trong thời gian tới khi hãng chế tạo những con chip của mình ở mức 5 nm. Trong khi đó, sự ra đời của CPU Gen 12 Alder Lake cũng cho thấy động thái làm mới mình đến từ Intel.

Những con chip mới của Intel ngoài việc có cải thiện tốc độ xử lý còn được trang bị thêm các lõi Efficient-cores (E-cores) để xử lý tác vụ đa nhiệm.

Đây là lần đầu công ty bán dẫn của Mỹ áp dụng thiết kế lõi hiệu năng cao và tiết kiệm năng lượng dạng này, vốn chỉ xuất hiện trên chip ARM. Nâng cấp hứa hẹn sẽ giúp cải thiện hiệu suất làm việc và kéo dài thời lượng pin của máy tính.

Các bài so sánh với chip M1 Pro, M1 Max đang được thực hiện với CPU Intel. Trong khi đó, trên thị trường còn có những con chip AMD sử dụng kiến trúc Zen 3, 7 nm, sở hữu hiệu suất sử dụng năng lượng rất tốt. Nhiều tin đồn cho biết công ty có kế hoạch ra mắt thế hệ CPU Zen 3 bổ sung V-Cache và Zen 4 vào năm 2022.

AMD còn có dòng sản phẩm APU, một dạng SoC tương tự của Apple, với cả CPU và GPU được đặt trên cùng một die (mạch tích hợp) chip bán dẫn. Tuy nhiên, công ty không bán dòng sản phẩm này rộng rãi.