Bộ xử lý thần kinh: “Món mới” không thể thiếu trên thiết bị số hiện đại

Được lên kế hoạch sử dụng trong Galaxy S10 phiên bản quốc tế, Exynos 9 Series 9820 có cơ chế xử lý thần kinh (NPU) với hứa hẹn đem tới mức cải thiện hiệu năng trong các tác vụ trí tuệ thông minh nhanh gấp 7 lần so với Exynos 9 Series 9810 trong Galaxy S9 hiện nay.

Thực tế, Samsung không phải cái tên duy nhất đang tập trung nguồn lực phát triển NPU vào lúc này. Trên điện thoại di động và máy tính bảng, NPU có thể giúp tăng tốc các tác vụ như xử lý hình ảnh, thực tại ảo tăng cường, học máy... Đây đều là tác vụ nền tảng cho những ứng dụng hiện đại.

Sự xuất hiện của NPU sẽ giải phóng hoàn toàn bộ xử lý trung tâm (CPU) và bộ xử lý đồ họa (GPU) cho các tác vụ khác. Một ví dụ điển hình là iPhone sẽ sử dụng NPU để giải quyết các tác vụ khi người dùng kích hoạt Siri, Face ID và Animoji trên iPhone X và Xs mới.

Điều này sẽ giúp thiết bị di động trở nên tiết kiệm năng lượng và nhanh nhạy hơn đáng kể so với việc các thành phần xử lý truyền thống phải gánh toàn bộ các tác vụ thần kinh, thứ vốn không phải sở trường xử lý của chúng. Chính vì điều này, không lạ khi đây đã, đang và sẽ là cuộc đua sôi động giữa các nhà sản xuất và thiết kế chip bán dẫn.

Năm ngoái, Huawei đã khởi động cuộc chơi mới này, khi công bố chip xử lý đầu tiên có NPU mang tên Kirin 970. Trong giai đoạn sơ khai, Kirin 970 mới chỉ cho phép tăng tốc các tác vụ quét và dịch từ ngữ trong các bức ảnh chụp từ công cụ Microsoft Translator.

Tuy nhiên, ngay lập tức Apple đã bắt nhịp cuộc chơi với A11 Bionic trong bối cảnh các ứng dụng tận dụng được NPU bùng nổ nhanh chóng. Cả hai công ty này sau đó đã tăng tốc đáng kể năng lực xử lý của NPU thông qua thế hệ Kirin 980 và A12 Bionic mới hơn.

Tới nay, hầu như mọi tên tuổi lớn trong ngành công nghiệp bán dẫn đều có giải pháp NPU của riêng mình như Alibaba với Ali-NPU; Baidu với Kunlun; Google với TPU; Nvidia với NVDLA…

Hiện nay, đối thủ chính của Exynos là Qualcomm Snapdragon 845 (cũng có mặt trên Galaxy S9/S9 Plus và Galaxy Note 9 phiên bản dành cho thị trường Mỹ và hầu như mọi dòng điện thoại Android cao cấp) vẫn chưa có cơ chế xử lý thần kinh độc lập, dù hãng bán dẫn này khẳng định rằng sự kết hợp của các thành phần truyền thống (bộ xử lý trung tâm, bộ xử lý đồ họa, bộ xử lý tín hiệu số) sẽ cho hiệu năng của các tác vụ xử lý trí tuệ nhân tạo nhanh gấp 3 lần so với Snapdragon 835.

Qualcomm hiện cũng chưa tiết lộ gì về kế hoạch tung ra phiên bản kế thừa Snapdragon 845 với NPU tích hợp. Tuy nhiên, trong bối cảnh Samsung đang ráo riết hoàn thiện Exynos 9 Series 9820 để sử dụng trong Galaxy S10 (dự kiến ra mắt vào tháng 2-2018), chắc chắn một động thái mang tính đối trọng là điều tất yếu.