Apple thiết kế toàn bộ chip lõi cho iPhone Air, giúp xử lý AI vượt trội

Chip A19 Pro mạnh mẽ do Apple tự thiết kế mang đến thay đổi lớn về kiến trúc, với các bộ tăng tốc thần kinh (neural) được tích hợp vào từng lõi GPU (bộ xử lý đồ họa) để tăng sức mạnh điện toán.

Apple cũng ra mắt chip không dây đầu tiên cho iPhone mang tên N1, cùng thế hệ thứ hai của modem C1 là C1X. Theo các nhà phân tích, bước đi này giúp Apple kiểm soát toàn bộ chip cốt lõi trong smartphone của mình.

“Đó chính là điều kỳ diệu. Khi nắm quyền kiểm soát, chúng tôi có thể làm những điều vượt xa việc mua các linh kiện silicon thương mại”, Tim Millet, Phó chủ tịch kiến trúc nền tảng của Apple, chia sẻ trong cuộc phỏng vấn về các chip mới với hãng tin CNBC tại Apple Park (trụ sở công ty ở thành phố Cupertino, bang California, Mỹ).

A19 Pro có bộ tăng tốc thần kinh được thêm vào từng lõi GPU để tăng tốc xử lý các tác vụ AI - Ảnh: Apple

Trước đây, Broadcom là nhà cung cấp chính chip không dây và Bluetooth cho iPhone, dù Apple đã tự sản xuất chip mạng trên AirPods và Apple Watch gần một thập kỷ nay. Chip N1 (quản lý tất cả kết nối không dây chính trên iPhone) hiện có mặt trong toàn bộ dòng iPhone 17 và cả iPhone Air siêu mỏng (dày chỉ 5,6mm).

Arun Mathias, Phó chủ tịch phụ trách công nghệ phần mềm và hệ sinh thái không dây của Apple, đưa ra ví dụ về khả năng Wi-Fi được cải thiện trên N1.

Theo Arun Mathias, các điểm truy cập Wi-Fi giờ đây có thể giúp iPhone xác định vị trí của bạn mà không cần kích hoạt GPS - vốn tiêu tốn nhiều năng lượng hơn. Việc này diễn ra hoàn toàn tự động và ở chế độ nền, không phải nhờ đến chip xử lý chính mỗi lần lấy tọa độ.

Với modem cho iPhone, Qualcomm là nhà cung cấp duy nhất kể từ năm 2020. Song, điều đó thay đổi vào tháng 2.2025 khi Apple giới thiệu modem C1 trên mẫu iPhone 16e giá thấp. Đây là kế hoạch đã được khởi động từ năm 2019 khi Apple mua mảng modem của Intel với giá 1 tỉ USD.

Các modem Qualcomm vẫn xuất hiện trong iPhone 17, iPhone 17 Pro và iPhone 17 Pro Max, nhưng iPhone Air được trang bị C1X của Apple.

“C1X có thể chưa đạt chất lượng của Qualcomm về tổng thông lượng và hiệu năng, nhưng Apple có thể kiểm soát và làm cho nó tiêu thụ ít điện hơn. Nhờ đó, pin sẽ bền hơn”, Ben Bajarin, Giám đốc điều hành Creative Strategies, nhận định. Ông dự đoán “Apple sẽ loại bỏ modem Qualcomm hoàn toàn trong vài năm tới”.

Thông lượng là lượng dữ liệu mà hệ thống có thể xử lý trong một khoảng thời gian nhất định.

Arun Mathias cho biết: “C1X nhanh gấp đôi C1 và tiêu thụ ít hơn 30% năng lượng so với modem Qualcomm trong iPhone 16 Pro”.

Cả Qualcomm lẫn Broadcom đều không bị ảnh hưởng nhiều trên thị trường sau thông báo của Apple. Hai hãng chip Mỹ này sẽ tiếp tục duy trì các thỏa thuận cấp phép với Apple cho một số công nghệ cốt lõi.

Bộ tăng tốc AI trên A19 Pro

Các chip Apple mới ra đời trong bối cảnh Phố Wall ngày càng thất vọng về chiến lược AI của công ty.

“Apple có lẽ sẽ không bao giờ có mô hình AI riêng như Google hay OpenAI. Apple vẫn sẽ để các mô hình AI đó chạy trên iPhone. Apple muốn iPhone trở thành nơi tốt nhất để nhà phát triển triển khai AI”, Ben Bajarin bình luận.

Apple đã tự sản xuất SoC (hệ thống trên chip) khi ra mắt chip dòng A trên iPhone 4 vào năm 2010. Thế hệ mới nhất, A19 Pro, sở hữu kiến trúc chip mới ưu tiên các tác vụ AI và thêm bộ tăng tốc thần kinh vào lõi GPU.

“Chúng tôi đang xây dựng khả năng AI trên thiết bị tốt nhất mà bất kỳ ai cũng có. Hiện tại, chúng tôi tập trung đảm bảo những chiếc iPhone đang bán hôm nay, hoặc sắp bán, có thể xử lý tất cả tác vụ AI quan trọng ngay trên thiết bị”, Tim Millet chia sẻ với CNBC.

Quyền riêng tư là lý do lớn khiến Apple ưu tiên xử lý AI trên thiết bị, nhưng Tim Millet cho biết còn một nguyên nhân khác nữa. “Nó hiệu quả hơn và phản hồi nhanh hơn. Chúng tôi kiểm soát trải nghiệm tốt hơn rất nhiều”, ông nói.

Một tính năng AI mà Tim Millet nhấn mạnh là camera trước trên dòng iPhone 17 có thể nhận diện khuôn mặt mới xuất hiện và tự động chuyển sang chụp ảnh ngang. “Tính năng này tận dụng gần như toàn bộ khả năng của A19 Pro”, Tim Millet tiết lộ.

iPhone 17 Pro có khả năng kết xuất 3D nâng cao, nhờ sức mạnh từ A19 Pro với các bộ tăng tốc thần kinh được tích hợp vào 6 lõi GPU - Ảnh: Getty Images

Neural Engine, phần cứng AI ban đầu của Apple, được giới thiệu vào năm 2017 nhưng ít được nhắc đến trong sự kiện ra mắt dòng iPhone 17. Thay vào đó, trọng tâm là bổ sung sức mạnh điện toán vào GPU.

“Việc tích hợp xử lý thần kinh trong iPhone đã đạt tới hiệu năng ngang MacBook Pro. Đây là bước tiến rất lớn trong khả năng điện toán cho học máy. Ví dụ, khi nhìn vào Neural Engine, bạn thấy rất nhiều phép toán ma trận dày đặc. GPU của chúng tôi trước đây không sở hữu khả năng đó, nhưng giờ đã có trên A19 Pro”, Tim Millet tiết lộ.

Ben Bajarin cho biết các bộ tăng tốc thần kinh của Apple có thể hoạt động tương tự như lõi tensor trên chip AI Nvidia, chẳng hạn H100.

Lõi Tensor là đơn vị xử lý chuyên dụng được Nvidia phát triển và tích hợp vào các GPU của hãng. Mục đích chính của lõi Tensor là tăng tốc các phép tính ma trận, vốn là nền tảng cốt lõi cho các thuật toán học máy và học sâu.

Chip A19 có trong iPhone 17, còn A19 Pro được dùng cho iPhone Air, iPhone 17 Pro và 17 Pro Max.

Sau sự cố quá nhiệt trên iPhone 15, buồng hơi tản nhiệt mới trong các mẫu iPhone 17 Pro/Pro Max sẽ giúp các chip tùy chỉnh này luôn mát mẻ.

“Buồng hơi được bố trí đồng bộ với vị trí của SoC A19 Pro. Chúng tôi tính toán cách mọi thứ kết hợp với nhau, gồm cả thiết kế nhôm nguyên khối, vốn dẫn nhiệt cực tốt, giúp tản nhiệt hiệu quả nhờ buồng hơi, kết hợp chính xác với vị trí chip. Thậm chí buồng hơi tản nhiệt còn được hàn laser, tạo liên kết kim loại giúp tản nhiệt tốt hơn”, Kaiann Drance, Phó chủ tịch tiếp thị sản phẩm iPhone toàn cầu của Apple, cho hay.

Nhiều chip hơn, sản xuất tại Mỹ nhiều hơn

Apple vẫn phụ thuộc vào các nhà cung cấp khác cho những linh kiện nhỏ như bộ nhớ Samsung hay chip analog của Texas Instruments. Song theo Ben Bajarin, toàn bộ chip cốt lõi lớn có thể sẽ do Apple thiết kế cho mọi iPhone ngay từ năm sau.

“Chúng tôi dự đoán modem do Apple tự thiết kế sẽ có mặt trên Mac rồi đến iPad. Có thể sẽ xuất hiện các biến thể N của chip mạng dành cho Mac. Trong vài năm tới, chúng sẽ có mặt trên toàn bộ danh mục sản phẩm”, Ben Bajarin nhận định.

Khi CNBC hỏi liệu các bộ tăng tốc thần kinh có nằm trong lõi GPU của M5 (SoC thế hệ tiếp theo cho máy Mac) hay không, Tim Millet trả lời: “Chúng tôi có một cách tiếp cận thống nhất về kiến trúc”.

Apple dự định sản xuất ít nhất một phần chip tùy chỉnh tại Mỹ, ở các cơ sở như nhà máy mới của TSMC thuộc bang Arizona. TSMC là hãng sản xuất chip theo hợp đồng lớn nhất thế giới của Đài Loan.

A19 Pro được TSMC sản xuất dựa trên tiến trình 3 nanomet tiên tiến trong nhà máy ở Đài Loan. TSMC đang hướng tới sản xuất chip trình 3 nanomet tại Arizona vào năm 2028.

“Nếu cần công nghệ tiên tiến nhất, trước mắt bạn vẫn phải phụ thuộc Đài Loan”, Ben Bajarin nhận xét.

Hôm 6.8 vừa qua, Tổng thống Mỹ Trump dọa sẽ áp thuế 100% với chip từ các công ty không sản xuất trong nước. Cùng ngày, Apple tăng cam kết chi tiêu tại Mỹ lên 600 tỉ USD trong bốn năm tới, với Giám đốc điều hành Tim Cook cho biết một phần khoản này sẽ dành để xây dựng “chuỗi cung ứng silicon khép kín ngay tại Mỹ”.

“Vấn đề là các loại thuế sẽ ảnh hưởng thế nào đến chuỗi cung ứng silicon. Đây rõ ràng là lý do Apple cùng Tim Cook đang thực hiện sứ mệnh của họ và nói về việc đầu tư vào Mỹ”, Ben Bajarin bình luận.

Chuỗi cung ứng silicon là toàn bộ quá trình từ nguyên liệu thô đến khi tạo ra chip hoàn chỉnh, sẵn sàng để sử dụng.

Theo kế hoạch này, Ben Bajarin cho rằng Apple có thể xem xét nghiêm túc hợp tác với Intel “nếu tiến trình sản xuất chip 14A của họ thực sự đáp ứng tất cả cam kết”. Tuy nhiên, ông cho rằng “sẽ cần thêm thời gian trước khi Intel trở thành lựa chọn khả thi”.

Hiện tại, Apple cam kết sẽ sản xuất chip tại nhà máy TSMC ở bang Arizona.

“Chúng tôi rất hào hứng với việc TSMC mở rộng sản xuất tại Mỹ. Rõ ràng điều đó sẽ giúp ích cho chúng tôi về mặt múi giờ. Ngoài ra, chúng tôi đánh giá cao sự đa dạng của nguồn cung. Điều đó rất quan trọng”, Tim Millet nhấn mạnh.

Khi được hỏi liệu ông có biết bao nhiêu trong khoản 600 tỉ USD mà Apple chi tiêu tại Mỹ sẽ dành cho silicon tùy chỉnh hay không, Tim Millet trả lời: “Tôi hy vọng là rất nhiều”.

Sơn Vân