Tìm hiểu Apple Silicon 3nm: Nâng cấp gì so với 5nm, có đang để mong đợi?

Bộ xử lý silicon tùy chỉnh của Apple dự kiến sẽ dựa trên tiến trình 3nm mới vào cuối năm nay. Vậy công nghệ này sẽ mang đến những cải tiến gì? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

Chế tạo thiết bị bán dẫn là quá trình được sử dụng để tạo ra các con chip, các mạch tích hợp có trong các thiết bị điện và điện tử hàng ngày. Nói một cách đơn giản, 'nút' của chip giúp xác định mật độ bóng bán dẫn cũng như chi phí, hiệu suất và hiệu quả của nó.

Apple hiện đang sử dụng những tiến trình sản xuất nào?

Apple đã thực hiện bước nhảy lớn cuối cùng về tiến trình sản xuất vào năm 2020, khi chuyển sang nút 5nm của TSMC với chip A14 Bionic và Silicon M1. Một số bộ xử lý của họ, chẳng hạn như S6, S7 và S8 trong Apple Watch đã tiếp tục sử dụng tiến trình 7nm vì chúng dựa trên A13 Bionic – chip 7nm cuối cùng của Apple được thiết kế cho iPhone.

“Táo khuyết” đã giới thiệu chip A16 Bionic với iPhone 14 Pro và ‌iPhone 14 Pro‌ Max vào năm ngoái. Công ty tuyên bố rằng đó là chip 4nm vì nó sử dụng quy trình 'N4' của TSMC nhưng trên thực tế, nó được sản xuất với phiên bản nâng cao của quy trình 5nm N5 và N5P của TSMC.

Tiến trình 3nm sẽ mang lại điều gì?

Dự kiến, tiến trình 3nm sẽ mang lại những cải tiến lớn về hiệu suất cũng như khả năng tiết kiệm năng lượng. Theo đó, số lượng bóng bán dẫn tăng lên nhờ tiến trình 3nm cho phép chip thực hiện đồng thời nhiều tác vụ hơn với tốc độ nhanh hơn trong khi sử dụng ít năng lượng hơn.

Công nghệ này cho phép chip A-series và M-series thế hệ mới của Apple sử dụng ít năng lượng hơn tới 35% trong khi vẫn mang lại hiệu suất tốt hơn so với quy trình 5nm. Chip 3nm cũng có thể cho phép phần cứng chip chuyên dụng tiên tiến hơn. Ví dụ: chip 3nm có khả năng hỗ trợ các tác vụ học máy và trí tuệ nhân tạo tiên tiến hơn.

Apple được cho là đã thiết kế một GPU mới có khả năng dò tia cho A16 Bionic nhưng đã loại bỏ công nghệ này vào cuối quá trình phát triển của A15 Bionic. Do đó, khả năng cao là công ty sẽ mang công nghệ này lên chip A-series 3nm đầu tiên của mình.

Cần lưu ý rằng việc chuyển sang kích thước chip nhỏ hơn cũng có thể gây ra một số thách thức, chẳng hạn như tăng mật độ năng lượng, sinh nhiệt và độ phức tạp trong sản xuất. Đây cũng là những nguyên nhân khiến các nhà sản xuất chip khác như Qualcomm hay MediaTek vẫn chưa chuyển sang sử dụng tiến trình 3nm trong năm nay.

Theo The Information, các chip silicon tương lai của Apple được xây dựng trên quy trình 3nm sẽ có tối đa bốn khuôn, hỗ trợ tối đa 40 lõi tính toán. Để so sánh thì chip M2 có CPU 10 nhân và ‌M2‌ Pro/M2 Max có CPU 12 nhân. Do đó, chip M-series 3nm có thể tăng đáng kể hiệu suất đa nhân.

Khi nào thì những con chip 3nm đầu tiên xuất hiện?

TSMC đã tăng cường thử nghiệm sản xuất chip 3nm kể từ năm 2021 nhưng phải đến năm nay, công nghệ này mới có thể thương mại hóa. TSMC dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất thương mại toàn bộ chip 3nm vào quý IV năm 2023.

Đơn đặt hàng chip 3nm của Apple được cho là lớn đến mức chiếm toàn bộ năng lực sản xuất nút của TSMC trong năm nay. Các báo cáo gần đây cho thấy nhà sản xuất chất bán dẫn đến từ Đài Loan đang gặp khó khăn trong việc sản xuất đủ chip 3nm để đáp ứng nhu cầu cho các thiết bị sắp ra mắt của “Nhà Táo”.

Do đó, có khả năng một số máy Mac dùng chip M3 có thể bị trì hoãn mở bán, trong khi dòng iPhone 15 Pro với chip A17 Bionic vẫn sẽ ra mắt và lên kệ như kế hoạch đã đề ra.

Những thiết bị sắp ra mắt nào sẽ có chip Apple Silicon 3nm?

Năm nay, nhiều tin đồn cho rằng Apple sẽ giới thiệu ít nhất hai con chip được sản xuất theo quy trình 3nm của TSMC, đó là A17 Bionic và chip ‌M3‌. Các thiết bị đầu tiên sở hữu SoC A17 Bionic sẽ là ‌iPhone 15 Pro‌ và ‌iPhone 15 Pro‌ Max, dự kiến sẽ ra mắt vào mùa thu.

Các máy Mac M3 đầu tiên nhiều khả năng là MacBook Air 13 inch mới, iMac 24 inch và iPad Pro thế hệ tiếp Theo. Chưa hết, các nguồn tin còn cho biết Apple đang làm việc trên nhiều biến thể‌ chip M3‌, có tên mã là Ibiza, Lobos và Palma. Do đó, nhà phân tích Ming-Chi Kuo tin rằng các mẫu MacBook Pro 14 và 16 inch mới ra mắt vào năm 2024 sẽ có chip ‌M3‌ Pro và ‌‌M3‌‌ Max.

• Xem thêm bài viết chuyên mụcThị trường