Chúng ta sẽ đi sâu hơn vào kiến trúc và tính năng của A15 Bionic trong các chương sau:Chương 1: Tổng quan và những công nghệ sử dụng trong chip Apple A15 Bionic.. Tổng quan và những công
Trang 1Tìm hiểu về chip A15 Bionic Mục lục
BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNGHỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ KIẾN TRÚC CHIP APPLE A15
BIONIC
MỤC LỤC CHUNG
Trang 2LỜI CẢM ƠN 1
MỤC LỤC CHUNG 2
LỜI NÓI ĐẦU 3
DANH MỤC HÌNH ẢNH 4
DANH MỤC BẢNG 4
Chương 1 Tổng quan và những công nghệ sử dụng trong chip Apple A15 Bionic 5
1.1 Tổng quan về Chip A15 Bionic 5
1.1.1 Kiến trúc và các tính năng của A15 Bionic 6
1.1.2 Hiệu suất của A15 Bionic 6
1.1.3 Tầm quan trọng của A15 Bionic 7
1.1.4 Kết luận 7
1.2 Công nghệ sử dụng trong A15 Bionic 8
1.2.1 CPU 8
1.2.2 ISP 9
1.2.3 NPU 9
1.2.4 GPU 9
1.2.5 5G Modem 9
1.2.6 Neural Engine 9
1.2.7 Secure Enclave 10
1.2.8 Tối ưu hóa hiệu suất 10
Chương 2 Những điểm nổi bật của chip Apple A15 Bionic 12
2.1 Hiệu năng mạnh mẽ 12
2.2 Tiết kiệm điện năng 13
2.3 Tốc độ khung hình nhanh 14
2.4 Nâng cao khả năng chụp ảnh 15
2.5 Tích hợp công nghệ 5G 16
2.6 Bảo mật cao hơn 17
2.7 Tính năng chơi game tốt hơn 17
2.8 Khả năng xử lý hình ảnh 18
2.9 Một số so sánh chip A15 Bionic và A14 Bionic 19
KẾT LUẬN 20
TÀI LIỆU THAM KHẢO 21
Trang 3LỜI NÓI ĐẦU
Trong thế giới công nghệ ngày nay, chip vi xử lý là một phần không thể thiếu trongcác thiết bị điện tử như smartphone, máy tính bảng và máy tính cá nhân Apple là mộttrong những công ty hàng đầu trong lĩnh vực này, với A15 Bionic được coi là một trongnhững chip vi xử lý mạnh mẽ và tiên tiến nhất trên thị trường hiện nay
Với A15 Bionic, Apple đã tiếp tục đưa công nghệ chip của mình đến một tầm caomới Được sản xuất trên quy trình 5nm, A15 Bionic có kiến trúc 6 nhân, với đặc tính tiếtkiệm năng lượng và hiệu suất tăng cao Nó cũng được trang bị các công nghệ tiên tiếnnhư Neural Engine, ISP, GPU và hệ thống bảo mật Secure Enclave Tất cả những tínhnăng này đều giúp A15 Bionic đạt được hiệu suất tuyệt vời và khả năng xử lý đa nhiệmtốt nhất trên thị trường
Với tầm quan trọng đối với Apple và ngành công nghiệp điện tử toàn cầu, A15Bionic đang được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm mới nhất của Apple như iPhone 13
và 13 Pro, iPad mini và iPad Air Tuy nhiên, với giá thành đắt đỏ, các nhà sản xuất thiết
bị di động phải đánh giá kỹ càng trước khi quyết định sử dụng chip này
Chúng ta sẽ đi sâu hơn vào kiến trúc và tính năng của A15 Bionic trong các chương sau:Chương 1: Tổng quan và những công nghệ sử dụng trong chip Apple A15 Bionic
Chương 2: Những điểm nổi bật của chip Apple A15 Bionic
Trang 5Tìm hiểu về chip A15 Bionic Mục lục
DANH MỤC HÌNH Ả
Hình 1-1 Chip A15 Bionic là sản phẩm của Apple 5
Hình 1-2 Tầm quan trọng của chip A15 Bionic 7
Hình 1-3 CPU 8
Hình 1-4 Cải thiện hiệu suất xử lý 10
Hình 1-5 Tối ưu hóa hiệu suất 11
Hình 2-1 Chip Apple A15 Bionic có hiệu năng cực kỳ mạnh mẽ 12
Hình 2-2 Apple A14 Bionic tiết kiệm khoảng 15% năng lượng so với A14 Bionic 13
Hình 2-3 Chip có khả năng phản hồi cử chỉ, hoạt động với tốc độ cực nhanh 14
Hình 2-4 A15 Bionic giúp nâng cao khả năng chụp ảnh 15
Hình 2-5 Chip Apple A15 Bionic tích hợp công nghệ 5G 16
Hình 2-6 Chơi game mượt mà hơn 17
Hình 2-7 Khả năng xử lý hình ảnh cực tốt 18
DANH MỤC BẢNGY Bảng 2-1 Bảng so sánh chip A15 và chip A14 19
Trang 6Chương 1 Tổng quan và những công nghệ sử dụng trong chip Apple A15 Bionic 1.1 Tổng quan về Chip A15 Bionic
Chip A15 Bionic là một sản phẩm mới nhất của Apple và được sử dụng trong cácsản phẩm của hãng như iPhone 13, iPhone 13 Mini, iPhone 13 Pro và iPhone 13 Pro Max.Với nhiều cải tiến đáng kể so với các phiên bản trước đó, A15 Bionic được coi là mộttrong những chip vi xử lý mạnh nhất và tiên tiến nhất hiện nay
Chip Apple A15 Bionic được giới thiệu lần đầu tiên vào ngày 15/09/2021 khiApple cho ra mắt dòng điện thoại iPhone 13 trên đường đua công nghệ Đây được xem làmột trong những con chip xử lý di động hàng đầu thế giới với hiệu năng cực kỳ mạnh mẽ
Apple A15 Bionic được trang bị CPU sáu lõi 64bit, sử dụng ARMv8 với hai lõihiệu suất cao là Avalance và bốn lõi tiết kiệm năng lượng là Blizzara, đi kèm là GPU 4 lõi
và GPU 5 lõi đã được ra mắt trong các sản phẩm mới đây của Apple
Với tiến trình sản xuất 5nm+ mới nhất từ TSMC, chip Apple A15 Bionic sở hữuNeural Engine 16 lõi có khả năng đạt 15.8 nghìn tỷ hoạt động mỗi giây cho khả năng thúcđẩy mạnh hoạt động của Siri và Live Text trong Camera cũng như cải thiện việc học máy
Hình 1-1 Chip A15 Bionic là sản phẩm của Apple
Trang 7Tìm hiểu về chip A15 Bionic Chương 1
1.1.1 Kiến trúc và các tính năng của A15 Bionic
A15 Bionic được sản xuất trên tiến trình 5nm, cho phép nó có thể tích hợp nhiềuthành phần vào cùng một chip với kích thước nhỏ gọn và tiết kiệm năng lượng Chip A15Bionic sử dụng kiến trúc 6 lõi với 2 lõi hiệu năng cao (high-performance cores) và 4 lõitiết kiệm năng lượng (efficiency cores)
Các lõi hiệu năng cao được thiết kế để xử lý các nhiệm vụ khó khăn và yêu cầunhiều sức mạnh tính toán như chơi game hay chỉnh sửa video Trong khi đó, các lõi tiếtkiệm năng lượng được thiết kế để xử lý các tác vụ nhẹ nhàng hơn như gửi email, truy cậptrang web, chạy ứng dụng nền và hơn thế nữa
Một trong những tính năng nổi bật của A15 Bionic là khả năng xử lý đồ họa mạnh
mẽ Chip này có một GPU (Graphics Processing Unit) 5 nhân, cung cấp hiệu suất đồ họatuyệt vời cho các ứng dụng và trò chơi yêu cầu nhiều đồ họa Điều này cho phép ngườidùng có trải nghiệm đa phương tiện tuyệt vời hơn, với các ứng dụng và trò chơi chạymượt mà và chi tiết hơn
A15 Bionic cũng được trang bị một Neural Engine (bộ xử lý trí tuệ nhân tạo) 16nhân Neural Engine cung cấp sức mạnh tính toán trí tuệ nhân tạo, giúp các ứng dụng vàtính năng như nhận diện khuôn mặt, xử lý ngôn ngữ tự nhiên, và trải nghiệm AR(Augmented Reality) được hoạt động nhanh hơn và chính xác hơn
Bên cạnh đó, A15 Bionic còn có cấu trúc bộ nhớ tiên tiến, bao gồm một bộ nhớđệm L1 và L2 tối ưu hóa cho hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng Ngoài ra, chip nàycòn có hệ thống bộ nhớ chia sẻ (Unified Memory Architecture), giúp tối ưu hóa hiệu suấtcho cả CPU và GPU
Về mặt kết nối, A15 Bionic hỗ trợ công nghệ 5G và Wi-Fi 6E, cho phép ngườidùng truy cập nhanh hơn và ổn định hơn đến Internet Chip cũng được tích hợp một bộ xử
lý hình ảnh ISP (Image Signal Processor) cải tiến, giúp cải thiện chất lượng hình ảnh vàvideo của camera trên iPhone
1.1.2 Hiệu suất của A15 Bionic
A15 Bionic là một trong những chip vi xử lý mạnh nhất và tiên tiến nhất trên thịtrường hiện nay Nó cung cấp hiệu suất đa nhiệm tuyệt vời, cho phép người dùng chạynhiều ứng dụng cùng lúc mà không gặp trở ngại
Trong bài kiểm tra benchmark, A15 Bionic đạt điểm số rất cao, vượt trội hơn sovới các đối thủ cạnh tranh trên thị trường Ví dụ, theo Geekbench, A15 Bionic đạt điểm số4.788 và 15.146 cho kiểm tra đơn lõi và đa lõi, lần lượt là kết quả cao nhất từng được đovới một chip vi xử lý di động
Đối với các ứng dụng đồ họa, A15 Bionic cũng đem lại hiệu suất đáng kinh ngạc.Với khả năng xử lý đồ họa mạnh mẽ, A15 Bionic cho phép người dùng chơi các trò chơiyêu cầu nhiều đồ họa một cách mượt mà và chi tiết hơn
Trang 81.1.3 Tầm quan trọng của A15 Bionic
A15 Bionic không chỉ là một chiếc chip vi xử lý mạnh mẽ, mà còn có tầm quantrọng đối với ngành công nghiệp điện tử toàn cầu Với kiến trúc và tính năng tiên tiến,A15 Bionic cho phép người dùng tận hưởng những trải nghiệm di động, đồng thời cũngthúc đẩy sự tiến bộ và phát triển của các công nghệ khác như AR, AI, và Internet ofThings (IoT)
Ngoài ra, A15 Bionic cũng có tầm quan trọng đối với Apple, là một trong nhữngthành phần quan trọng của iPhone 13 và 13 Pro, giúp tăng cường khả năng cạnh tranh củaApple trên thị trường di động
Tuy nhiên, giá thành của A15 Bionic là khá đắt đỏ, vì vậy các nhà sản xuất thiết bị
di động sẽ phải đánh giá kỹ càng trước khi quyết định sử dụng chip này
Hình 1-2 Tầm quan trọng của chip A15 Bionic
1.1.4 Kết luận
A15 Bionic là một trong những chip vi xử lý mạnh nhất và tiên tiến nhất trên thịtrường hiện nay, với kiến trúc và tính năng tiên tiến, đem lại hiệu suất đa nhiệm tuyệt vời,cho phép người dùng chạy nhiều ứng dụng cùng lúc mà không gặp trở ngại Với tầm quantrọng đối với ngành công nghiệp điện tử toàn cầu, A15 Bionic đã và đang thúc đẩy sự tiến
bộ và phát triển của các công nghệ khác như AR, AI, và IoT
Trong tương lai, A15 Bionic sẽ tiếp tục được cải tiến và nâng cấp để đáp ứng nhucầu ngày càng tăng cao của người dùng di động
Trang 9Tìm hiểu về chip A15 Bionic Chương 1
1.2 Công nghệ sử dụng trong A15 Bionic
A15 Bionic là một chip vi xử lý được sản xuất bằng quy trình chế tạo 5 nanomet
Nó bao gồm nhiều công nghệ và tính năng tiên tiến để cải thiện hiệu suất và tiết kiệmnăng lượng
1.2.1 CPU
A15 Bionic tích hợp một bộ vi xử lý (CPU) sử dụng kiến trúc Armv8.4-A, baogồm hai nhân hiệu năng cao (High-Performance cores) và bốn nhân hiệu suất thấp(Efficiency cores)
Các nhân hiệu năng cao được thiết kế để xử lý các tác vụ nặng và đòi hỏi độ phứctạp cao, trong khi các nhân hiệu suất thấp giúp tiết kiệm năng lượng khi xử lý các tác vụđơn giản
Mỗi nhân hiệu năng cao được cải tiến với bộ nhớ đệm L1 riêng biệt, giúp tăng tốc
độ xử lý và tối ưu hóa hiệu suất Ngoài ra, A15 Bionic còn tích hợp một bộ điều khiển bộnhớ đệm L2 chung cho tất cả các nhân, giúp tối ưu hóa việc truy cập dữ liệu
Hình 1-3 CPU
Trang 101.2.2 ISP
A15 Bionic cũng tích hợp bộ xử lý hình ảnh (ISP) 6 nhân, giúp cải thiện hiệu suấtchụp ảnh và quay video ISP có khả năng xử lý đa trục (multicore) và hỗ trợ các tính năngchụp ảnh mới như Night mode, Deep Fusion và Live Photos
Ngoài ra, ISP của A15 Bionic còn hỗ trợ xử lý video độ phân giải cao và chuẩnHDR, cho phép người dùng quay phim với chất lượng cao hơn
1.2.3 NPU
A15 Bionic cũng tích hợp một đơn vị xử lý đơn vị xử lý thần kinh (NPU), giúp tối
ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng khi xử lý các tác vụ liên quan đến trí tuệ nhântạo NPU tích hợp trong A15 Bionic có khả năng xử lý đồng thời nhiều tác vụ liên quanđến trí tuệ nhân tạo, giúp tăng tốc độ xử lý và tiết kiệm năng lượng
NPU của A15 Bionic còn tích hợp các công nghệ mới nhất như SparseML vàReLUs 8-bit, giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu tài nguyên cần thiết để xử lý các tác
vụ liên quan đến trí tuệ nhân tạo
1.2.4 GPU
A15 Bionic cũng tích hợp bộ xử lý đồ họa (GPU) 5 nhân, giúp cải thiện hiệu năng
đồ họa và chơi game GPU của A15 Bionic sử dụng kiến trúc của Apple, với 5 nhân tíchhợp khả năng xử lý đa luồng (multithreading) và khả năng điều chỉnh hiệu suất linh hoạt
GPU của A15 Bionic cũng hỗ trợ các tính năng đồ họa mới như Adaptive-Sync,giúp tối ưu hóa màn hình cho các trò chơi có tốc độ khung hình thay đổi, và Ray-Tracing,giúp tăng độ chân thực của đồ họa
1.2.5 5G Modem
A15 Bionic cũng tích hợp một modem 5G, giúp tăng tốc độ kết nối mạng và cảithiện trải nghiệm trực tuyến Modem 5G tích hợp trong A15 Bionic hỗ trợ các chuẩn kếtnối mạng 5G, 4G và 3G, giúp người dùng kết nối với mạng ở tốc độ cao hơn
1.2.6 Neural Engine
A15 Bionic cũng được trang bị đơn vị xử lý thần kinh (Neural Engine) 16 nhân,giúp cải thiện hiệu suất xử lý các tác vụ liên quan đến trí tuệ nhân tạo và học máy NeuralEngine tích hợp trong A15 Bionic cung cấp khả năng xử lý nhanh và tiết kiệm năng lượng
Trang 11Tìm hiểu về chip A15 Bionic Chương 1
cho các ứng dụng liên quan đến trí tuệ nhân tạo như phân loại hình ảnh, nhận dạng giọngnói và nhận dạng khuôn mặt
Hình 1-4 Cải thiện hiệu suất xử lý
1.2.7 Secure Enclave
A15 Bionic cũng được trang bị Secure Enclave, một vùng bộ nhớ được mã hóa và
cô lập để bảo vệ thông tin nhạy cảm của người dùng như thông tin đăng nhập và dấu vântay Secure Enclave cung cấp khả năng bảo vệ cao hơn cho thông tin cá nhân của ngườidùng và giúp tăng tính bảo mật của hệ thống
1.2.8 Tối ưu hóa hiệu suất
Ngoài các tính năng nâng cao về vi xử lý, đồ họa, trí tuệ nhân tạo và kết nối mạng,A15 Bionic còn được tối ưu hóa để tăng hiệu suất và tiết kiệm năng lượng
Ví dụ, A15 Bionic tích hợp một bộ điều khiển điện áp điện tử, giúp điều chỉnh điện
áp và dòng điện cho các thành phần khác nhau của hệ thống để tiết kiệm năng lượng.Ngoài ra, A15 Bionic cũng sử dụng một công nghệ gọi là Heterogeneous SystemArchitecture (HSA), giúp các thành phần khác nhau của hệ thống truyền thông với nhaumột cách hiệu quả và dễ dàng hơn
Trang 12HSA giúp các thành phần của hệ thống như CPU, GPU và Neural Engine có thểtruyền dữ liệu và chia sẻ tài nguyên với nhau một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn, giúptăng hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.
Tổng thể, những công nghệ và tính năng trên giúp A15 Bionic cải thiện hiệu năng,tăng khả năng xử lý đa nhiệm và tăng cường trải nghiệm người dùng Tuy nhiên, điểmmạnh nhất của A15 Bionic chính là khả năng tiết kiệm năng lượng, giúp kéo dài thờilượng sử dụng pin của thiết bị di động
Hình 1-5 Tối ưu hóa hiệu suất
Trang 13Tìm hiểu về chip A15 Bionic Chương 2
Chương 2 Những điểm nổi bật của chip Apple A15 Bionic 2.1 Hiệu năng mạnh mẽ
Apple A15 Bionic sở hữu CPU 6 lõi mang lại hiệu suất tăng 40% cùng GPU 4 - 5 lõi mang lại hiệu suất đồ họa tăng đến 80% so với các thế hệ chip trước đó của Apple.Chính vì thế, chip có khả năng xử lý mượt mà các tác vụ đòi hỏi khắt khe nhất, từ các trò chơi đồ họa phong phú đến các ứng dụng chuyên nghiệp cấu hình cao được sử dụng bởi các nhà thiết kế, phi công, bác sĩ,
Apple A15 Bionic có hiệu năng mạnh hơn 13.7% so với chip Exynos 2200 được trang bị trên những chiếc Flagship cao cấp của Samsung và vượt hơn 30% so với các đối thủ hàng đầu Thế nên, con chip mới nhất của Apple được đánh giá là một trong những chip hàng đầu thế giới
Hình 2-6 Chip Apple A15 Bionic có hiệu năng cực kỳ mạnh mẽ
Trang 142.2 Tiết kiệm điện năng
Được xây dựng trên tiến trình 5nm+ mới nhất đến từ TSMC cùng với 4 lõi tiết kiệm năng lượng Blizzard, chip Apple A15 Bionic có khả năng tiết kiệm điện đáng kinh ngạc, tiết kiệm khoảng 15% năng lượng so với chip Apple A14 ra mắt trước đó
Hình 2-7 Apple A14 Bionic tiết kiệm khoảng 15% năng lượng so với A14 Bionic
Trang 15Tìm hiểu về chip A15 Bionic Chương 2
2.3 Tốc độ khung hình nhanh
Chip Apple A15 Bionic được trang bị tốc độ làm mới thích ứng từ 10Hz đến 120Hz cùng với GPU 4 - 5 lõi mang đến hiệu suất mạnh mẽ, tốc độ khung hình nhanh hơn khi người dùng cần và giảm mức tần số quét để duy trì tuổi thọ pin cho máy
Thêm vào đó, với bộ đồng xử lý cảm ứng luôn bật và được thiết kế tùy chỉnh để hoạt động với iOS 15, chip sở hữu khả năng phản hồi cử chỉ, hoạt ảnh, hoạt động với tốc
độ cực nhanh
Hình 2-8 Chip có khả năng phản hồi cử chỉ, hoạt động với tốc độ cực nhanh
Trang 162.4 Nâng cao khả năng chụp ảnh
Chip xử lý Apple A15 Bionic sở hữu công cụ thần kinh tiên tiến giúp tính năng
“Chế độ điện ảnh” mới ra mắt của Apple dễ dàng nhận dạng khuôn mặt trong một cảnh quay video nhằm phát hiện đối tượng đang đối mặt với máy ảnh hay đang nhìn ra xa
Thông qua công nghệ hình ảnh Dolby Vision với độ phân giải 1080p, Apple A15 Bionic mang đến hiệu ứng làm mờ chân dung cực ấn tượng
Hình 2-9 A15 Bionic giúp nâng cao khả năng chụp ảnh
Trang 17Tìm hiểu về chip A15 Bionic Chương 2
2.5 Tích hợp công nghệ 5G
Những năm gần đây, công nghệ 5G đã dần được các nhà sản xuất thiết bị thông minh hướng đến, trong đó có cả Apple Thế nên, trong lần tái xuất với iPhone 13 vừa qua,Apple cũng đã tiến hành tích hợp công nghệ 5G vào chip A15 Bionic
Apple A15 Bionic được ghép nối với modern Snapdragon X60 hỗ trợ tốc độ tối đa tương tự X55 nhưng sẽ có tốc độ truy cập cao hơn nhờ công nghệ tổng hợp sóng mang được cải tiến Thêm vào đó, Apple cũng đã tiến hành cải tiến tốc độ pin giúp ít tiêu hao tuổi thọ pin khi sử dụng 5G so với X55
Hình 2-10 Chip Apple A15 Bionic tích hợp công nghệ 5G
2.6 Bảo mật cao hơn
A15 Bionic được tích hợp với Secure Enclave, một tính năng bảo mật cao cấp củaApple, cho phép các thiết bị sử dụng A15 Bionic được bảo vệ dữ liệu tốt hơn Ngoài ra,A15 Bionic còn tích hợp công nghệ Face ID và Touch ID