Con chip “cây nhà lá vườn” mới nhất của Google, Tensor G5, đã không thể gây ấn tượng với giới công nghệ cũng như người dùng, với nhiều người chỉ ra một điểm yếu cố hữu: hiện tượng giảm hiệu năng do quá nhiệt (throttling) xảy ra quá thường xuyên. Tuy nhiên, sai lầm cốt lõi dường như không nằm ở một linh kiện riêng lẻ nào, mà đến từ chính phương pháp tiếp cận có phần “chắp vá” của Google trong toàn bộ quá trình thiết kế kiến trúc cho Tensor G5.
Kiến trúc chip Google Tensor G5: Mạnh trên giấy tờ
Nhìn vào thông số kỹ thuật, Google Tensor G5 có một kiến trúc phức tạp và trông có vẻ rất mạnh mẽ. Con chip này được sản xuất trên tiến trình 3nm tiên tiến của TSMC, mang lại mật độ bóng bán dẫn cao hơn cùng hiệu suất và hiệu quả năng lượng được cải thiện. Cấu trúc bên trong của nó bao gồm:
- CPU tám nhân:
- 1 nhân hiệu năng cao Cortex-X4 tốc độ 3.78 GHz.
- 5 nhân hiệu năng trung bình Cortex-A725 tốc độ 3.05 GHz.
- 2 nhân tiết kiệm điện Cortex-A520 tốc độ 2.25 GHz.
- TPU thế hệ thứ năm: Một bộ xử lý chuyên dụng để xử lý các tác vụ học máy và trí tuệ nhân tạo (AI), vốn là điểm mạnh của dòng chip Tensor.
- GPU Imagination IMG DXT-48-1536: Một GPU tích hợp thuộc dòng PowerVR, có tốc độ 1.10 GHz. Về mặt lý thuyết, hiệu năng của nó có thể so sánh với các GPU di động cao cấp khác như Adreno 732/740 hay ARM Mali G715 MP7, nhưng đáng chú ý là nó không hỗ trợ công nghệ ray-tracing.
- Modem Samsung Exynos 5G: Đảm nhiệm các kết nối mạng di động.
Với những thành phần này, nhiều người đã kỳ vọng Tensor G5 sẽ là một đối thủ đáng gờm trên thị trường. Tuy nhiên, hiệu năng thực tế lại là một câu chuyện hoàn toàn khác.
Điểm yếu của Tensor G5: Triết lý thiết kế “chắp vá”
Như đã được ghi nhận trong vài tuần qua, chip Google Tensor G5 nóng lên rất nhanh và bắt đầu giảm hiệu năng, điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến trải nghiệm chơi game. Ban đầu, một số người đã chỉ ra việc Google chuyển từ GPU ARM Mali sang GPU Imagination IMG DXT-48-1536 là nguyên nhân. Tuy nhiên, sự chuyển đổi này không giải thích được toàn bộ câu chuyện.
Bằng chứng rõ ràng nhất là việc Tensor G5 vẫn bị giảm hiệu năng ngay cả khi chạy các trình giả lập PlayStation 2, một tác vụ phụ thuộc nhiều vào CPU thay vì GPU. Do đó, nguyên nhân sâu xa rất có thể nằm ở phương pháp tiếp cận “chắp vá” của Google đối với quá trình thiết kế chip.
Hãy xem xét một thực tế: con chip đối thủ Qualcomm Snapdragon 8 Elite Gen 5 hoàn toàn vượt trội so với Tensor G5 trong các bài kiểm tra hiệu năng Geekbench 6 và 3DMark. Tại sao lại có sự khác biệt lớn như vậy? Câu trả lời nằm ở sự tùy biến. Qualcomm sử dụng các nhân CPU Oryon do chính họ tùy biến sâu bên trong Snapdragon 8 Elite Gen 5, với nhân chính có tốc độ lên tới 4.60 GHz và các nhân hiệu năng cao đạt 3.62 GHz. Đi kèm với tốc độ xung nhịp cao hơn là hàng loạt các tối ưu hóa khác, bao gồm cả kích thước bộ nhớ đệm L2 khổng lồ (12MB cho cả hai loại nhân).
Ngược lại, Google Tensor G5 lại sử dụng các nhân CPU Arm Cortex “có sẵn trên kệ”. Đây là những nhân tiêu chuẩn mà Arm cung cấp cho bất kỳ nhà sản xuất nào, chúng không được tinh chỉnh hoặc tối ưu hóa sâu để hoạt động một cách hoàn hảo bên trong chiếc Pixel 10. Về cơ bản, Google chỉ đơn giản là lắp ráp các thành phần lại với nhau.
Sự thiếu kiểm soát và bài toán chi phí
Tương tự như CPU, câu chuyện về GPU cũng cho thấy sự thiếu kiểm soát của Google. Mặc dù Google đã hợp tác chặt chẽ với Imagination để phát triển GPU IMG DXT-48-1536 mới, Imagination vẫn giữ toàn quyền kiểm soát độc quyền đối với các trình điều khiển (driver) của dòng DXT. Điều này có nghĩa là, trong khi Google có thể tinh chỉnh một số yếu tố nhất định của GPU, đặc biệt là liên quan đến các tác vụ AI và quản lý năng lượng, họ vẫn phải phụ thuộc vào Imagination cho các bản cập nhật trình điều khiển nền tảng và mã nguồn dành riêng cho phần cứng. Một lần nữa, điều này nêu bật sự thiếu kiểm soát cố hữu của Google đối với các tối ưu hóa cơ bản.
Về cơ bản, chiến lược thiết kế chip của Google giống như việc bạn đi mua một bộ vest may sẵn và sau đó trả tiền để sửa lại một vài chỗ. Bộ vest đó vẫn có thể sử dụng được, nhưng nó thiếu đi sự đẳng cấp và vừa vặn hoàn hảo của một bộ vest được thiết kế riêng, với những đường may được tùy chỉnh tỉ mỉ.
Chừng nào Google còn tiếp tục ưu tiên bài toán chi phí trong chiến lược thiết kế chip của mình, các con chip của họ có thể sẽ tiếp tục bị tụt hậu so với các đối thủ về mặt hiệu năng thô, mặc dù chúng có tích hợp một số yếu tố mang tính cách mạng như TPU. Đối với người dùng, điều này có nghĩa là những chiếc điện thoại Pixel sẽ tiếp tục là những cỗ máy AI thông minh, nhưng lại không phải là những con quái vật hiệu năng mà nhiều người mong đợi.