Có gì bên trong con chip ‘mạnh hơn laptop’ của iPad Pro mới

Với chip M4 trên iPad Pro 2024, Apple có thể tự tin nói rằng hiệu năng đã được nâng cấp vượt trội so với thế hệ trước, vốn được trang bị chip M2.

Trong dải sản phẩm của Apple, iPhone Pro và MacBook Pro là những mẫu máy được ưu tiên nhất về bán dẫn, khi luôn được trang bị những dòng chip mới nhất, mạnh nhất. Dù vậy, sự ưu tiên này vào đầu năm 2024 được chuyển cho iPad Pro, với con chip M4.

Tốc độ cập nhật chip mới của Apple ngày càng nhanh. Khoảng cách thời gian giữa thế hệ M2 với M1 là 19 tháng, tới M3 là 16 tháng và M4 chỉ 7 tháng. Với thời gian phát triển ngắn như vậy, nhiều nhà phân tích đặt ra câu hỏi: Liệu chip Apple M4 có thực sự vượt trội so với M3.

Những điểm mới của Apple M4

Apple M4 được TSMC sản xuất trên quy trình N3E, cải tiến một chút so với tiến trình 3 nm như trên M3. Theo thông số của Apple, chip M4 có 28 tỷ bóng bán dẫn, trong khi con số ở thế hệ M3 là 25 tỷ.

Chip M4 mới chỉ có một phiên bản, chưa có những bản mạnh mẽ hơn như Pro, Max hay Ultra. Dù vậy, đây vẫn là cải tiến lớn nếu so với Apple M2, con chip mạnh nhất trước đó trên iPad. So với chip từ 2 thế hệ trước, số liệu Apple công bố cho thấy M4 mạnh hơn tới 50% ở sức mạnh CPU (bộ xử lý trung tâm), và 4 lần ở GPU (bộ xử lý đồ họa).

Minh họa cấu trúc của chip Apple M4, gồm các phần như khối CPU (góc trên bên trái), GPU (góc trên bên phải), khối xử lý hiển thị (tô sáng trong hình) và Neural Engine (góc dưới bên trái). Ảnh: Apple.

Về cấu trúc, những con chip tích hợp (SoC) Apple Silicon đến thời điểm này không có nhiều khác biệt. Chúng đều gồm CPU, GPU, Neural Engine (bộ xử lý tính năng AI, còn được gọi là NPU), bộ nhớ thống nhất và những thành phần điều khiển. Quy trình sản xuất và nâng cấp ở từng thành phần trong SoC là điều tạo nên khác biệt giữa các thế hệ.

CPU của M4 vẫn gồm nhân hiệu năng cao và nhân tiết kiệm điện, nhưng số nhân tiết kiệm là 6, cao hơn M3. Theo Apple, thế hệ M4 có “bộ tăng tốc học máy” tích hợp ngay trong CPU, nghĩa là nhiều tác vụ liên quan đến AI sẽ được xử lý trên CPU chứ không nhất thiết phải thực hiện ở GPU hay NPU.

Một điểm cần lưu ý là không phải mẫu iPad Pro nào cũng có hiệu năng như nhau. Apple trang bị CPU 10 nhân (4 nhân hiệu năng cao, 6 nhân tiết kiệm) trên các bản bộ nhớ trong 1 TB và 2 TB, trong khi bản 256 GB và 512 GB có CPU 9 nhân (3 nhân hiệu năng cao).

GPU trên M4 có 10 nhân xử lý, tương đương với M3. Nếu so với con chip M2 trên iPad Pro gần nhất, thế hệ iPad Pro mới có thêm các tính năng xử lý ánh sáng ngay từ phần cứng như Ray Tracing hay Mesh Shading. Khác biệt này sẽ thể hiện trong thực tế là máy xử lý game mượt hơn khi bật mức đồ họa cao, trong các game nặng.

Apple cũng nói nhiều tới Display Engine, phần xử lý dành riêng cho hiển thị trên màn hình. Với tấm màn OLED 2 lớp, việc xử lý tín hiệu nhiều khả năng sẽ phức tạp hơn.

Những đặc điểm nâng cấp về GPU, Neural Engine sẽ thể hiện rõ ở các app 3D, chỉnh sửa ảnh hoặc video chuyên nghiệp. Ảnh: Apple.

Trên các thế hệ chip M, NPU đều có 16 nhân và M4 cũng không phải ngoại lệ. Dù vậy, Apple cho biết con chip mới mang lại hiệu năng xử lý AI vượt trội. Táo khuyết công bố con số 38 nghìn tỷ phép tính toán mỗi giây (TOPS) để nói về hiệu năng AI, cao hơn rõ rệt so với 18 TOPS trên M3.

Tuy nhiên, cũng cần lưu ý rằng TOPS không phải là thông số toàn diện để nói về hiệu năng AI. Trong thực tế, máy xử lý AI mạnh sẽ có lợi thế trong nhiều tác vụ tùy thuộc vào ứng dụng. Apple đã minh họa bằng các tính năng như tách nền chủ thể trong Procreate, hay tách toàn bộ các nhạc cụ, giọng hát trong một bài hát trong Logic Pro.

Về phần RAM, các mẫu iPad Pro sẽ được trang bị 8 GB hoặc 16 GB RAM LPDDR5X. Dung lượng cao hơn được dành riêng cho 2 phiên bản bộ nhớ trong 1 TB và 2 TB, giống như trường hợp CPU.

Hiệu năng có thực sự vượt trội?

Sau khi những mẫu iPad Pro đầu tiên đến tay khách hàng vào tuần này, các đánh giá ban đầu đã xuất hiện. Trong công cụ đo hiệu năng phổ biến GeekBench, chip M4 trên iPad Pro đạt khoảng 3.700 điểm đơn nhân, và 14.500 điểm đa nhân.

So với chip M3 trên MacBook Air, cả 2 điểm số đều cao hơn khoảng 20%. Đây là mức cải thiện khá ấn tượng, nếu xét tới khoảng cách thời gian chỉ 7 tháng giữa 2 thế hệ.

Thậm chí, nếu so về điểm số đa nhân, chip M4 trên iPad Pro gần bằng chip M3 Pro trên các mẫu MacBook Pro. Về lý thuyết, mẫu laptop sẽ có lợi thế khi chạy các tác vụ nặng với thời gian dài nhờ quạt tản nhiệt chủ động.

Khi so sánh bằng ứng dụng đánh giá hiệu năng, điểm số của iPad Pro M4 cao hơn khoảng gần 50% so với thế hệ trước dùng chip M2, cũng đúng với những gì Apple hứa hẹn. Tuy nhiên, người dùng sẽ chỉ cảm nhận rõ sự chênh lệch ở những ứng dụng thực tế.

Apple nhắc nhiều đến những ứng dụng sáng tạo nội dung để khai thác tối đa hiệu năng của chip M4. Ảnh: Christopher Lawley.

Trong bài đánh giá của mình, Christopher Lawley cho biết một video 4K, 10-bit của mình trong Final Cut Pro mất 7 phút 25 giây để xuất ra ở iPad Pro dùng chip M2. Con số với iPad mới nhất là 7 phút, có chênh lệch nhưng không đáng kể. YouTuber này cho rằng sẽ chờ đợi sự khác biệt khi Apple công bố Final Cut Pro 2, app họ giới thiệu cùng thế hệ iPad mới.

Xét về nhiều mặt, con chip Apple M4 là linh kiện phù hợp nhất với iPad Pro mới. Anandtech nhận định một trong những lý do Apple đưa chip M4 lên iPad đầu tiên là vì quy trình sản xuất mới sẽ chưa đảm bảo được hiệu suất cao, do vậy sản phẩm có số lượng xuất xưởng không nhiều như iPad sẽ phù hợp để ứng dụng đầu tiên.

Việc sản xuất trên quy trình mới nhất cũng có thể giúp Apple tối ưu tốt hơn về mặt nhiệt độ, tiêu thụ điện. Đây là những yếu tố quan trọng với một sản phẩm siêu mỏng và không có quạt tản nhiệt như iPad. Những mẫu máy Mac dù sao cũng có không gian lớn hơn hoặc tản nhiệt chủ động.

Hiện tại, iPad Pro vẫn đang là sản phẩm có chip mạnh nhất của Apple, thậm chí là hiện đại hơn nhiều dòng MacBook. Tuy nhiên, điều đó là chưa đủ để iPad Pro thay thế laptop.

“Chúng tôi không nhìn chúng như những thiết bị cạnh tranh nhau, mà là bổ trợ cho nhau”, Tom Boger, Phó chủ tịch phụ trách marketing sản phẩm iPad và Mac của Apple chia sẻ với WSJ. Sự khác biệt là iPad “vẫn luôn là thiết bị dành cho cảm ứng”, trong khi Mac dành cho bàn phím và chuột, ông Boger nhận xét.

Nhiều bài đánh giá ban đầu về iPad Pro có chung nhận xét, cho rằng đây là thiết bị có phần cứng quá mạnh nhưng phần mềm chưa theo kịp. Dù sao, người dùng có thể trông chờ tại hội nghị lập trình viên (WWDC), do Apple tổ chức vào tháng 6, Táo khuyết sẽ công bố những thay đổi trên iPadOS để tận dụng tốt hơn sức mạnh của con chip M4.