Arm ra mắt nền tảng di động thế hệ mới: tăng tốc AI tác tử và đồ họa “chuẩn desktop” trong giới hạn 1W

Arm vừa công bố nền tảng smartphone mới mang tên Compute Subsystem for Mobile 2 (CSS for Mobile 2) tại sự kiện Arm Everywhere China ở Thượng Hải. Đây là thế hệ kế nhiệm Lumex CSS năm ngoái, được thiết kế xoay quanh xu hướng AI tác tử, tức loại trí tuệ nhân tạo không chỉ trả lời câu hỏi mà còn có thể hiểu mục tiêu, phối hợp nhiều ứng dụng, nhiều mô hình AI và tự thực hiện một chuỗi hành động. Theo Arm, thay vì phụ thuộc quá nhiều vào đám mây, ngày càng nhiều tác vụ AI sẽ được đẩy ra “edge” — hay biên mạng, nghĩa là xử lý trực tiếp trên thiết bị như điện thoại để giảm độ trễ, bớt lệ thuộc kết nối Internet và cắt chi phí vận hành ở quy mô lớn.

Khác với các tính năng AI nền như nhận diện giọng nói hay xử lý ảnh, AI tác tử phải liên tục suy luận, điều phối logic ứng dụng và chạy đồng thời nhiều tác vụ. Điều đó khiến điện thoại không chỉ cần CPU nhanh hơn, mà còn cần nhiều lõi hiệu năng cao hoạt động song song. Đáp lại yêu cầu này, Arm giới thiệu cụm CPU C2 với lõi đầu bảng C2-Ultra, được hãng tuyên bố cho hiệu năng đơn luồng cao hơn tới 15% so với C1-Ultra trước đó. Hiệu năng đơn luồng là khả năng xử lý của một lõi CPU trên một luồng tác vụ, rất quan trọng với các phản hồi cần nhanh và mượt.

Theo Arm, lõi C2-Ultra có bộ máy thực thi lớn hơn để giữ nhiều lệnh đang xử lý cùng lúc, đồng thời cải thiện dự đoán nhánh — kỹ thuật giúp CPU đoán trước hướng đi của chương trình để tránh lãng phí chu kỳ xử lý. Cấu hình tham chiếu mà Arm quảng bá gồm 2 lõi C2-Ultra, 6 lõi C2-Pro thiên về hiệu quả điện năng và 2 khối SME2. SME2, viết tắt của Scalable Matrix Extensions 2, là tập mở rộng tăng tốc các phép toán ma trận, vốn rất quan trọng với AI và mô hình ngôn ngữ nhỏ. Arm cho biết việc tăng gấp đôi năng lực SME2 có thể giúp tăng tốc tới 70% với các mô hình ngôn ngữ nhỏ mới nhất. Toàn bộ cụm xử lý cũng dùng cache riêng cho từng CPU cùng cache L3 dùng chung dung lượng lớn; cache là vùng nhớ siêu nhanh giúp CPU truy cập dữ liệu thường dùng nhanh hơn. Hệ thống này được liên kết bởi DSU, tức DynamIQ Shared Unit, khối điều phối chia sẻ tài nguyên giữa các lõi trong cụm CPU.

Điểm nhấn đáng chú ý khác là Mali G2-Ultra NX, GPU mà Arm gọi là bộ xử lý đồ họa Mali “AI-native” đầu tiên, tức được thiết kế ngay từ đầu để kết hợp phần cứng AI vào quá trình dựng hình. GPU này có bộ máy thực thi hoàn toàn mới, phần cứng tăng tốc thần kinh chuyên dụng và đơn vị ray tracing thế hệ thứ ba. Ray tracing là kỹ thuật mô phỏng đường đi của ánh sáng để tạo phản chiếu, bóng đổ và chiếu sáng chân thực hơn, nhưng vốn rất nặng về tính toán, đặc biệt trên thiết bị di động.

Arm tích hợp hai kỹ thuật đồ họa thần kinh mới là Neural Super Sampling (NSS) và Neural Frame Rate Upscaling (NFRU). NSS là phương pháp nâng độ phân giải bằng AI, cho phép dựng game ở mức 540p rồi nội suy lên 1080p mà vẫn giữ chất lượng hình ảnh tốt. Trong khi đó, NFRU dùng AI để tạo thêm các khung hình trung gian, từ đó tăng tốc độ khung hình hiển thị. Khi kết hợp cả hai, GPU chỉ cần dựng khoảng một phần tám số điểm ảnh của chuỗi khung hình cuối cùng, phần còn lại được phần cứng AI tái tạo. Arm cho rằng đây là chìa khóa để mang chất lượng đồ họa gần mức desktop lên smartphone trong ngân sách điện năng chỉ 1W — một mức tiêu thụ cực thấp với tác vụ game nặng.

Theo Arm, Mali G2-Ultra NX có thể duy trì phiên chơi game 30 khung hình/giây với những cảnh ray tracing phức tạp, giàu chi tiết ánh sáng và bóng đổ. Hãng nói khối lượng công việc ray tracing tổng thể đã được cắt giảm tới 70%, qua đó mang lại mức tăng hiệu năng khoảng 30%. Ngoài ra, Arm cũng trình diễn các tựa game khác chạy ở 60 khung hình/giây. Đây là tín hiệu cho thấy smartphone tương lai có thể tiến gần hơn tới trải nghiệm đồ họa vốn trước đây chỉ quen thuộc trên PC hoặc máy chơi game chuyên dụng.

Để thúc đẩy hệ sinh thái, Arm đã phát hành bộ công cụ phát triển phần mềm neural graphics SDK cùng mã mẫu trên GitHub. SDK là bộ thư viện và công cụ giúp lập trình viên tận dụng phần cứng mới dễ dàng hơn. Nền tảng này hỗ trợ Vulkan, API đồ họa đa nền tảng phổ biến cho game và ứng dụng 3D hiệu năng cao. Việc công bố sớm công cụ phát triển cho thấy Arm muốn các studio và nhà sản xuất chip chuẩn bị từ trước, thay vì chờ phần cứng thương mại xuất hiện mới bắt đầu tối ưu.

Dù Arm đã hoàn tất thiết kế tham chiếu cho CSS for Mobile 2, chặng đường đến tay người dùng vẫn còn một bước quan trọng: các đối tác sản xuất chip phải biến các bản thiết kế này thành silicon hoàn chỉnh, tức chip vật lý có thể sản xuất hàng loạt. Sau đó, các hãng smartphone mới tích hợp chúng vào thiết bị thương mại. Nếu tiến độ thuận lợi, những mẫu điện thoại đầu tiên dùng nền tảng mới của Arm có thể xuất hiện ngay từ năm sau. Với hướng đi kết hợp AI tác tử, xử lý tại biên và đồ họa thần kinh, Arm đang phát đi thông điệp rõ ràng: tương lai smartphone sẽ không chỉ thông minh hơn, mà còn tự chủ hơn và mạnh tay hơn với game cao cấp.