Tại sao Samsung lại muốn tự sản xuất GPU?

Một tin tức thú vị từ Samsung trong tuần này cho biết công ty Hàn Quốc đang thuê nhân lực để sản xuất bộ xử lý đồ họa GPU tùy biến của riêng mình tại văn phòng ở San Jose. Điều này có nghĩa là Samsung sẽ sớm ra mắt một chiếc smartphone với GPU "nhà làm", giống như Apple đã làm với iPhone X.

Theo AndroidAuthority, đây không phải là lần đầu tiên thông tin Samsung muốn sản xuất GPU của riêng mình xuất hiện, mà thực ra hãng đã có dự định này từ năm 2015, và có lẽ họ đã phát triển các dự án đồ họa được nhiều năm rồi. Với tin tức mới xuất hiện lần này, khả năng chúng ta sắp sửa được thấy hãng điện tử Hàn Quốc tung ra một sản phẩm thật sự là rất cao, khi mà theo một thông báo tuyển dụng thì các nhóm thiết kế GPU của Samsung ở Austin (SARC) và San Jose (ACL) đang phát triển một GPU tùy biến sẽ được trang bị cho các sản phẩm di động Samsung. Câu hỏi ở đây là tại sao?

Dưới đây là những lý do theo phân tích của AndroidAuthority.

ARM, giấy phép, và chi phí

Vào năm 2015, ARM và Samsung ký kết một thỏa thuận dài hạn đối với các sản phẩm đồ họa Mali thế hệ tiếp theo, bao gồm việc chuyển đổi từ kiến trúc Midgard đến Bifrost và GPU dòng Mali-G. "Dài hạn" là một cụm từ rất mơ hồ, nhưng quãng thời gian 5 năm có lẽ là độ dài hợp lý dành cho một bản hợp đồng như vậy - tức là hai hãng này sẽ hết hạn hoặc tiếp tục làm mới hợp đồng vào giữa năm 2020.

Samsung có thể chỉ đang "làm màu" trước khi bước vào vòng đàm phán giấy phép mới với ARM. Tất nhiên, việc có sẵn một kế hoạch dự phòng trong trường hợp không thể đạt được thỏa thuận như mong muốn luôn là một vấn đề quan trọng.

Chip Exynos 9810 của Samsung được dùng trên Galaxy S9 có GPU Mali-G72 MP18 của ARM.

Phần còn lại của thỏa thuận giấy phép với ARM là chi phí, và mảng kinh doanh bán dẫn của Samsung đã trở thành một phần đặc biệt quan trọng trong lợi nhuận của công ty. Với doanh số và lợi nhuận smartphone đang rơi vào tình trạng không ổn định, việc tự phát triển các linh kiện, bao gồm màn hình và bộ nhớ, sẽ giúp smartphone của Samsung thu về lợi nhuận cao hơn.

Samsung chắc chắn sẽ xem xét rất kỹ mọi chi phí liên quan bán dẫn. Các khoản chi trả cho giấy phép và bằng sáng chế là rất tốn kém. Tự thiết kế linh kiện cũng không hề rẻ, đặc biệt là khi Samsung phải bắt đầu từ con số không. Nếu cộng dồn mọi chi phí, và tự sản xuất linh kiện xét về dài hạn sẽ hiệu quả hơn về mặt tài chính, Samsung có thể sẽ đi theo con đường đó một khi thỏa thuận với ARM hết hạn.

Hiệu năng là số một

Chipset Exynos của Samsung hiện đóng vai trò ngày một quan trọng trong lợi nhuận của công ty bởi lợi nhuận smartphone đang giảm dần. Tuy nhiên, các sản phẩm cao cấp của hãng có danh tiếng không hề thua kém các đối thủ, cho thấy Samsung với vai trò là một nhà thiết kế bán dẫn có thể sánh ngang với các công ty giàu kinh nghiệm hơn như Qualcomm và Apple.

Việc sở hữu một sản phẩm cao cấp có khả năng cạnh tranh với các đối thủ là yếu tố sống còn, đặc biệt nếu Samsung muốn hỗ trợ các ứng dụng VR và AR, cũng như đáp ứng nhu cầu game di động chất lượng cao.

Hãy nhìn vào kết quả GFXBench đối với các flagship gần đây của Samsung, chúng ta có thể thấy một vấn đề với chipset Exynos của hãng. Giữa Galaxy S8 và S9, GPU Mali G71 và G72 không cho thấy sự khác biệt đáng kể nào về mặt hiệu năng. Trong khi đó, cả GPU Adreno của Qualcomm và GPU tùy biến mới của Apple đều được nâng cấp đáng kể, đưa chúng lên vị trí dẫn đầu trong bảng kết quả. Hiệu năng đồ họa không nhất quán giữa Galaxy S9 chạy chip Exynos và chip Snapdragon có thể dẫn đến vấn đề tiếp nhận thương hiệu.

GPU mới nhất của ARM là Mali-G76 hứa hẹn tăng tính hiệu quả lên đến 30%, tức sẽ có hiệu năng tốt hơn nhiều. Dù vậy, GPU này cũng chỉ gần bằng với GPU hiện tại của Apple mà thôi. Samsung có lẽ đang tìm kiếm một giải pháp nhanh hơn để rút ngắn khoảng cách. Cho dù GPU đầu tiên do Samsung tự sản xuất được cho là tập trung vào các sản phẩm giá rẻ, có một số lý do để tin rằng công ty sẽ nhắm đến các thiết bị cao cấp một khi đã nắm vững và xử lý tốt mọi vấn đề với kiến trúc của mình.

SoC Exynos là một dòng sản phẩm quan trọng đối với Samsung, nhưng nó đã luôn lệ thuộc nặng vào lịch trình sản phẩm của ARM trong quá khứ. Nếu ARM tụt lại đằng sau, Samsung sẽ phải tìm một đối tác bên thứ 3 khác, hoặc tự sản xuất để đạt được hiệu năng mong muốn. Samsung từng sử dụng các nhân Mongoose của mình để tăng hiệu năng CPU vượt qua các nhân CPU ARM Cortex (dù chúng có vẻ không hoạt động tốt lắm), do đó có lẽ công ty đang tìm kiếm một hướng đi tương tự với GPU tự thiết kế.

Rất nhiều sản phẩm cần GPU

Thị trường smartphone có thể sẽ là điểm khởi đầu dành cho GPU của Samsung, nhưng nó không nhất thiết là thị trường duy nhất mà Samsung nhắm đến.

Hàng triệu các thiết bị khác trong danh sách các sản phẩm điện tử tiêu dùng của Samsung có màn hình, từ tủ lạnh thông minh, máy giặt, đến TV OLED cao cấp. Nơi nào có hiển thị đồ họa, nơi đó cần GPU, ngay cả khi GPU đó có thể chỉ cần đủ mạnh để render các hình ảnh hoạt họa của giao diện người dùng.

Nếu Samsung nhắm đến các sản phẩm hiệu năng thấp (tức giá rẻ) trước, đó có thể là các sản phẩm nhà thông minh và IoT của hãng. Samsung cũng bán smartwatch, và họ gần như chắc chắn sẽ muốn cải thiện chipset đã hết thời của các sản phẩm này vào một thời điểm nào đó.

Khả năng xử lý của GPU cũng ngày càng trở nên quan trọng trong các lĩnh vực đang nổi lên như nhận diện vật thể và học máy, nhờ khả năng xử lý nhiều luồng song song nhanh hơn so với CPU. Đây rõ ràng là một mục tiêu lâu dài, nhưng có những phân khúc thị trường đang phát triển trên lĩnh vực tự động hóa và bảo mật hộ gia đình có thể tận dụng được GPU tùy biến của Samsung.

Samsung hiện cũng chưa đi theo trào lưu tích hợp một vi xử lý riêng dành cho học máy vào smartphone của mình, thay vào đó họ dựa vào GPU và vi xử lý thị giác để hoàn thành các tác vụ liên quan. Một GPU tùy biến sẽ cho phép Samsung tăng tốc các ứng dụng và chỉ dẫn cụ thể hiệu quả hơn, nếu hãng có tầm nhìn về vai trò của học máy trong tương lai.

Kết luận

Có rất nhiều lý do khiến Samsung muốn tự sản xuất GPU. Đầu tiên là về chi phí và lợi nhuận, tiếp theo là hiệu năng và giấy phép sử dụng, hay thậm chí là nhắm vào các thị trường mới. Tuy nhiên, một GPU có thể cạnh tranh được đòi hỏi nhiều năm phát triển và không ít chi phí nghiên cứu và phát triển (R&D). Đây chắc chắn không phải là một quyết định có thể xem xét một cách hời hợt.

Cuối cùng, thông tin này cũng chỉ mang tính chất tham khảo. Đúng là Samsung đang thuê nhân lực phát triển GPU cho smartphone, nhưng hãng có thể cũng đang phát triển các dự án tương tự trong nhiều năm qua. Không có gì đảm bảo Samsung sẽ giới thiệu một GPU có khả năng cạnh tranh và mang lại lợi nhuận cho công ty, ngay cả khi thời điểm có lẽ không thể phù hợp hơn nữa.

Minh.T.T
Nguồn VnReview