XRING O3 mạnh và tiết kiệm đến đâu? Bài toán 20W trên bo mạch thử nghiệm

Các thử nghiệm ban đầu khiến XRING O3 của Xiaomi nổi bật như một hệ thống xử lý di động có hiệu suất năng lượng rất cao. Dữ liệu do Geekerwan công bố, dựa trên một bo mạch kỹ thuật, cho thấy con chip này đứng đầu trong nhóm SoC Android được thử nghiệm và tiến khá gần nhân hiệu năng cao của Apple A19 Pro ở một số bài đo. 17

Tuy nhiên, có một điều kiện quan trọng không nên bỏ qua: bo mạch được cho là tiêu thụ hơn 20W khi tải toàn bộ CPU, trong khi giải pháp tản nhiệt và cấu hình cấp điện chưa được công bố đầy đủ. 1920

Kết luận thận trọng nhất hiện nay là Xiaomi đã khai thác rất tốt các nhân CPU Arm quen thuộc nhờ cách triển khai toàn hệ thống. Những dữ liệu hiện có chưa chứng minh Xiaomi tạo ra một nhân CPU hoàn toàn vượt trội, cũng chưa cho thấy điện thoại thương mại sẽ duy trì được cùng mức hiệu năng.

Khác biệt nằm ở nhân CPU hay cách triển khai con chip?

XRING O3 sử dụng các thiết kế CPU Arm C1-Ultra, C1-Premium và C1-Pro, được sản xuất trên tiến trình N3P của TSMC. 34 MediaTek Dimensity 9500 cũng dùng dòng nhân C1, vì vậy phép so sánh giữa hai chip đặc biệt đáng chú ý: nếu cùng dựa trên một thế hệ CPU Arm và nhóm tiến trình tương tự nhưng cho kết quả khác nhau, nguyên nhân có thể đến từ cách mỗi hãng triển khai thiết kế.

Việc triển khai đó bao gồm dung lượng bộ nhớ đệm, băng thông bộ nhớ, cách hoạt động của liên kết nội bộ, đường cong điện áp–xung nhịp, bố trí vật lý trên khuôn chip, cơ chế cấp điện và lịch điều phối phần mềm. Các yếu tố này quyết định một nhân đạt đến mức hiệu năng nhất định nhanh đến đâu và phải tiêu thụ bao nhiêu năng lượng.

Dữ liệu hiện có ủng hộ giả thuyết rằng lợi thế của Xiaomi chủ yếu đến từ khâu triển khai, nhưng chưa thể chỉ ra chính xác lựa chọn riêng lẻ nào tạo nên phần lớn khác biệt được báo cáo. 1723

Vì sao kết quả của nhân C1-Ultra đáng chú ý?

Kết quả do Geekerwan công bố đặt đường cong hiệu suất năng lượng của nhân C1-Ultra trên XRING O3 cao hơn các SoC Android trong nhóm thử nghiệm và tiến gần nhân cao cấp của Apple A19 Pro. 17 Điều đáng chú ý là dòng nhân này không phải thiết kế độc quyền của Xiaomi.

Bài học có thể không nằm ở việc chỉ tăng xung nhịp. Xiaomi có thể đang sử dụng chính sách điện áp–xung nhịp thuận lợi hơn, hệ thống bộ nhớ đệm và bộ nhớ chính mạnh hơn, hoặc cách triển khai vật lý giúp chip hoàn thành cùng một khối lượng công việc với ít điện năng lãng phí hơn.

Các bài đo dấu phẩy động càng làm nổi bật khả năng này. Kết quả được báo cáo cho thấy O3 có lợi thế lớn hơn trước các chip cạnh tranh trong những bài kiểm tra phụ thuộc nhiều vào bộ nhớ và bộ nhớ đệm. 17

Dù vậy, không nên xem đây là một bảng xếp hạng tuyệt đối. Hiệu suất năng lượng thay đổi theo loại tác vụ, mức điện áp–xung nhịp, firmware và phương pháp đo. Một đường cong thu được từ bo mạch phát triển không thể xác lập thứ hạng hiệu năng trên mỗi watt cho mọi tình huống.

Con số 20W cho chúng ta biết gì?

Khi toàn bộ CPU hoạt động, bo mạch phát triển được cho là đạt khoảng 15.000 điểm Geekbench đa nhân và tiêu thụ hơn 20W. 1920 Điều này phần nào giải thích vì sao thiết kế 10 nhân hiệu năng cao có thể đạt mức điểm ấn tượng như vậy: bo mạch có thể cung cấp điện năng và khả năng tản nhiệt mà một smartphone mỏng khó duy trì.

Ở mức công suất thấp hơn, một báo cáo cho biết chip đạt khoảng 12.000 điểm trong khi tiêu thụ gần bằng một nửa Snapdragon 8 Elite Gen 5 ở mức hiệu năng tương tự. 20 Đây là tín hiệu tích cực, nhưng vẫn chỉ là phép so sánh ban đầu, chưa phải phép đo tiêu chuẩn trên các thiết bị bán lẻ.

Giải pháp tản nhiệt chưa được tiết lộ, cùng với firmware, chính sách điện áp và điều kiện thử nghiệm, khiến việc chuyển kết quả này sang điện thoại hoặc smartphone gập cần được thực hiện thận trọng.

Vì vậy, câu hỏi thực tế không phải là “O3 có đạt 15.000 điểm hay không?”. Trong điều kiện bo mạch được báo cáo, câu trả lời có vẻ là có. Câu hỏi quan trọng hơn là một thiết bị thương mại có thể duy trì mức hiệu năng cao trong bao lâu trước khi nhiệt độ, giới hạn pin hoặc chính sách phần mềm làm giảm xung nhịp.

Thiết kế 10 nhân ưu tiên thông lượng hơn tiết kiệm điện truyền thống

CPU của XRING O3 gồm 2 nhân C1-Ultra với xung nhịp tối đa 4,35GHz, 4 nhân C1-Premium tối đa 3,68GHz và 4 nhân C1-Pro tối đa 3,15GHz. Cả 10 nhân đều hướng đến hiệu năng; chip không có một cụm nhân thật sự nhỏ và tiết kiệm điện. 12

Đây là cấu hình “all-big-core” khá tham vọng. Nó cung cấp cho bộ lập lịch nhiều nhân mạnh hơn để xử lý tác vụ tăng tốc đột ngột và tải đa nhân, đồng thời giúp lý giải mức trần điểm số cao của con chip.

Đổi lại, thiết kế này đặt ra bài toán khó hơn về thời lượng pin và kiểm soát nhiệt khi chạy tác vụ kéo dài hoặc tác vụ chỉ sử dụng ít luồng. Ngay cả nhóm C1-Pro ở cấp thấp hơn cũng không được thiết kế như các nhân tiết kiệm điện truyền thống.

Thông số được báo cáo cũng đề cập 16MB bộ nhớ đệm CPU L3 dùng chung và 16MB bộ nhớ đệm cấp hệ thống. 311 Tổng dung lượng này có thể giữ nhiều dữ liệu làm việc ở gần CPU hơn, giảm số lần truy cập bộ nhớ ngoài. Tuy nhiên, dung lượng cache không tự động bảo đảm hiệu năng cao hơn; độ trễ, cách liên kết, cơ chế ánh xạ và kiểu truy cập của phần mềm cũng đóng vai trò quan trọng.

Nên hiểu các nhân C1-Pro như thế nào?

C1-Pro trên chip Xiaomi và C1-Pro trên chip MediaTek nên được xem là thành viên của cùng một lớp nhân Arm, thay vì hai kiến trúc hoàn toàn khác nhau do Xiaomi và MediaTek tự phát triển. 1223 Dẫu vậy, hành vi thực tế vẫn có thể khác đáng kể vì mỗi hãng tự lựa chọn cách triển khai, cấu trúc cache, giới hạn điện năng, hệ thống bộ nhớ và đường cong xung nhịp.

C1-Pro cũng khó được xếp vào các nhóm quen thuộc trên smartphone. So với nhân tiết kiệm điện của Apple, C1-Pro phù hợp hơn với cách gọi “nhân trung gian” có kích thước và mức tiêu thụ cao hơn, chứ không phải nhân tiết kiệm điện thông thường.

So với các nhân hiệu năng Qualcomm Oryon trên Snapdragon 8 Elite Gen 5, C1-Pro có thể đánh đổi một phần tốc độ đơn nhân đỉnh cao để lấy mức điện năng hoạt động thấp hơn và mật độ đa nhân tốt hơn. Tuy nhiên, dữ liệu công khai hiện chưa đủ tương đồng để đưa ra thứ hạng chính xác về công suất, hiệu năng trên mỗi watt hoặc hiệu năng tuyệt đối. 1724

Đó là lý do không thể chỉ nhìn vào xung nhịp. Một nhân C1-Pro ở 3,15GHz và nhân của một hãng khác có thể tạo ra lượng công việc khác nhau trong mỗi chu kỳ, cần mức điện áp khác nhau ở cùng tần số và mất thời gian chờ bộ nhớ khác nhau.

LPDDR6 và cache giúp CPU có thêm không gian tăng tốc

XRING O3 được cho là hỗ trợ LPDDR6-10667 thông qua giao tiếp 96-bit, tạo băng thông tối đa khoảng 113,8GB/s. 210 Kênh bộ nhớ rộng hơn có ý nghĩa vì SoC phải cung cấp dữ liệu cho 10 nhân CPU lớn, GPU và các bộ tăng tốc khác.

Băng thông cao không cải thiện mọi tác vụ CPU. Nó hữu ích nhất với những công việc bị giới hạn bởi việc di chuyển dữ liệu thay vì phép tính, đồng thời có thể giảm tranh chấp giữa CPU, GPU và NPU. Kết hợp với 16MB CPU L3 và 16MB SLC được báo cáo, thiết kế này cho thấy Xiaomi xem hệ thống phân cấp bộ nhớ là một tính năng hiệu năng cốt lõi, thay vì chỉ đơn giản tăng xung nhịp. 31011

Đây cũng là lợi thế cấp hệ thống có thể khiến một dòng nhân CPU quen thuộc thể hiện mạnh hơn trong một số bài benchmark. Mặt trái là diện tích khuôn chip và chi phí nền tảng có thể tăng: O3 được báo cáo có diện tích khoảng 133mm² và tích hợp khoảng 24 tỷ bóng bán dẫn. 34

GPU đặt cược vào phần cứng chuyên dụng cho dựng hình

GPU được báo cáo là thiết kế G2-Ultra NX 16 nhân, chia giữa các nhân GPU thông thường và các nhân NX phục vụ nâng cấp hình ảnh, tạo khung hình. 714 Điều này cho thấy Xiaomi đang theo đuổi một chiến lược rộng hơn: cải thiện cảm nhận về hiệu năng game bằng phần cứng chuyên dụng, thay vì chỉ tăng số lượng đơn vị đổ bóng thông thường.

Cách tiếp cận này có thể hiệu quả khi trò chơi và phần mềm hỗ trợ các tính năng tương ứng. Tuy nhiên, nó không đồng nghĩa với hiệu năng dựng hình nguyên bản, còn công nghệ tạo khung hình không thể loại bỏ mọi nguồn độ trễ hoặc đánh đổi về chất lượng hình ảnh. Vì vậy, các tuyên bố về GPU cũng cần được kiểm chứng trên thiết bị thương mại và nhiều trò chơi khác nhau.

Ý nghĩa thực sự của XRING O3

Các kết quả ban đầu của XRING O3 cho thấy vẫn còn nhiều khoảng trống để tạo khác biệt ngay cả khi các hãng cùng sử dụng một dòng nhân CPU Arm và tiến trình sản xuất tiên tiến tương tự. Xiaomi dường như đã kết hợp CPU all-big-core rộng, dung lượng cache lớn, băng thông bộ nhớ cao và tinh chỉnh điện năng mạnh để tạo ra một thiết kế có mức hiệu năng tối đa rất cao. 1317

Đây là bước tiến đáng kể đối với Xiaomi với tư cách một nhà thiết kế chip. Nhưng nó chưa phải bằng chứng cho thấy hãng có thể vượt trội toàn diện trước MediaTek, Qualcomm, Samsung, Google hay Apple về thời lượng pin, hiệu năng duy trì, hiệu quả modem, driver GPU, xử lý hình ảnh, hỗ trợ phần mềm, tỷ lệ sản xuất thành công và chi phí.

Phán quyết công bằng nhất ở thời điểm hiện tại là: XRING O3 cung cấp bằng chứng thuyết phục về khả năng triển khai SoC của Xiaomi, còn kết quả hơn 20W trên bo mạch kỹ thuật mới chỉ cho thấy con chip có thể làm được gì trong điều kiện thuận lợi — chưa phải lời bảo đảm về hiệu năng mà một chiếc điện thoại Xiaomi có thể duy trì mỗi ngày.