อธิบายเหตุผลที่ชิป Apple “เร็วกว่า” Qualcomm

ทุกๆ ปี Apple จะเปิดตัวชิปเซ็ต หรือ SoC (System-on-a-Chip) รุ่นใหม่ที่ใช้กับ iPhone รุ่นใหม่ด้วยเช่นกัน สำหรับปีนี้ คือ A11 Bionic ที่ใช้ใน iPhone 8, iPhone 8 Plus และ iPhone X ซึ่งหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะถูกนำมาเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับชิปเซ็ตรุ่นล่าสุดของ Qualcomm ที่ใช้กับสมาร์ทโฟนเรือธงของ Samsung และ Huawei

ผลของการทดสอบมักจะเป็นชิปเซ็ตของ Apple ที่ทำความเร็วเหนือกว่าของ Qualcomm อยู่เสมอ

และนี่คือเหตุผล….

Apple A11 Bionic

Apple ออกแบบชิปดังกล่าวด้วยสถาปัตยกรรม ARM รองรับ 64 บิต ซึ่งหมายความว่าชิปของ Apple ได้ใช้สถาปัตยกรรมพื้นฐานของ RISC เช่นเดียวกับ Qualcomm, Samsung, Huawei และอื่นๆอีกมากมาย

  • ปล. ARM ถูกพัฒนาขึ้นโดยบริษัท ARM Holding ซึ่งออกแบบโครงสร้างชุดคำสั่งของ ARM โดยอาศัยแนวคิดเดียวกันกับสถาปัตยกรรม RISC ที่ออกแบบให้ซีพียูทำงานในวงรอบสัญญาณนาฬิกา (Cycle) ที่แน่นอน

สิ่งที่แตกต่างออกไปถือ Apple ได้ถือสิทธิบัตรทางสถาปัตยกรรมร่วมกับ ARM ซึ่งทำให้ Apple สามารถออกแบบชิปของตนเองได้ โดยชิป ARM รองรับ 64 บิต รุ่นแรกที่ Apple ออกแบบเองคือ A7 ซึ่งถูกนำมาใช้กับ iPhone 5s โดยมีหน่วยประมวลผล (CPU) ระดับ Dual-C0re (2 แกนสมอง) ความเร็ว 1.4 GHz และหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) PowerVR G6430

4 ปีต่อมา (ปี 2017) Apple ได้ดีไซน์ชิปเซ็ตล่าสุดคือ A11 ซึ่งมีหน่วยประมวลผลระดับ Hexa-Core (6 แกนสมอง) โดยใช้หน่วยประมวลผล Heterogeneous Multi-Processing (HMP) และหน่วยประมวลผลกราฟิกของตนเอง (ไม่ใช้ของ Imagination อีกต่อไป) และด้วยการเพิ่มส่วนประมวลผลด้าน AI ลงไปเพื่อให้รองรับการทำงานกับซอฟต์แวร์ ทำให้ Apple เรียกชิปเซ็ตล่าสุดนี้ว่า A11 Bionic

ชิปเซ็ต A11 Bionic มี 2 แกนประสิทธิภาพสูง (High-Performance Core รหัสรุ่น Monsoon) และ 4 แกนประหยัดพลังงาน (Energy-Efficent Core) ซึ่งแตกต่างจากชิป A10 Fusion ที่มี 2 แกนประสิทธิภาพสูง และ 2 แกนประหยัดพลังงาน

จากการทดสอบ iPhone 8 Plus ที่ใช้ชิป A11 Bionic ด้วย Geekbench ปรากฏว่าทำคะแนนใน Single-Core ไป 4,260 คะแนน และ Multi-Core ทำไป 10,221 คะแนน

ทาง Apple อ้างว่า แกนประมวลผลการทำงานเร็วขึ้น 25% และแกนประหยัดพลังงานทำงานเร็วกว่าชิป A10 Fusion ถึง 70%

เปรียบเทียบ

ถ้าหากนำชิป A11 Bionic, A10 Fusion และ Snapdragon 835 มาเปรียบเทียบกัน จะเห็นความแตกต่างได้จากตารางที่ปรากฏด้านล่างนี้

A11 BionicA10 FusionSnapdragon 835
เทคโนโลยีการผลิต10 นาโนเมตร16 นาโนเมตร10 นาโนเมตร
หน่วยประมวลผล (CPU)64Bit Hexa-core, 2x Monsoon + 4x Mistral64Bit Quad-core, 2x Hurricane 2.34 GHz + 2x Zephyr64Bit Octa-core, 4x 2.45GHz Kryo 280 + 4x 1.9GHz Kryo 280
การจัดตารางการทํางานของหน่วยประมวลผลCoreClusterCore
หน่วยประมวลกราฟิก (GPU)3 แกน6 แกนAdreno 540
ประเภทของ RAMLPDDR4LPDDR4LPDDR4 @ 1866MHz
ผลทดสอบ Geekbench (single-core)426033991998
ผลทดสอบ Geekbench (multi-core)1022153866765

จากตารางจะเห็นได้ว่าชิป A11 Bionic ของ Apple ใช้กระบวนการผลิตเช่นเดียวกับ Snapdragon 835 ของ Qualcomm แต่ชิป A11 Bionic มี 6 แกน ในขณะที่ Snapdragon 835 มี 4 แกน อีกทั้งผลทดสอบ Geekbench ของ A11 Bionic ยังทำได้เหนือกว่า Snapdragon 835 ถึง 2 เท่าเลยทีเดียว

เหตุผล ?

จากการทดสอบหลายครั้ง ระบุว่าชิป A11 Bionic ที่มี 6 แกน มีการทำงานของกน่วยประมวลผล (CPU) ที่เร็วกว่า Snapdragon 835 ที่มี 4 แกน ถึง 50%

จึงเป็นการยากสำหรับสมาร์ทโฟน Android ที่จะตาม Apple ได้ทัน (ในตอนนี้) ซึ่งการจะเข้าใจเหตุผลดังกล่าว เราจะต้องย้อนกลับไปยังเหตุการณ์ในอดีตเล็กน้อย

ลำดับเหตุการณ์

  • ปี 2013 ทาง Apple ได้เปิดตัวชิป A7 รองรับ 64 บิต ในขณะที่ Qualcomm ยังไม่มีชิปที่รองรับ 64 บิตเลย แต่ไม่นานหลังจากนั้น ทาง Qualcomm ก็สามารถพัฒนาชิป 64 บิต ออกมาได้ทัน
  • ปี 2014 ทาง Apple ได้เปิดตัวชิป A8 ซึ่งเป็นชิป 64 บิต รุ่นที่ 2 ส่วน Qualcomm ได้เปิดตัวชิป 64 บิต รุ่นแรกในเดือนมีนาคม ปี 2015 นั่นคือ Snapdragon 820
  • ปี 2015 ทาง Apple ได้เปิดตัวชิป A9 สำหรับใช้ใน iPhone 6s ซึ่งเป็นชิป 64 บิต รุ่นที่ 3 แล้ว ในขณะที่ Qualcom ยังตามหลังอยู่ 2 รุ่น
  • ปี 2016 ทาง Qualcomm ได้เปิดตัวชิป Snapdragon 835 หลังจากที่ Apple ได้เปิดตัวชิป A10 สำหรับ iPhone 7 ไปแล้ว
  • ปี 2017 ทาง Apple ได้เปิดตัวชิป 64 บิต รุ่นที่ 4 คือ A11 Bionic ส่วน Qualcomm จะเปิดตัวชิปรุ่นใหม่ในปี 2018

สรุปง่ายๆ คือ Apple ออกแบบชิปเสร็จ ใช้ใน iPhone ได้ทันที ทำให้ได้เทคโนโลยีสดใหม่กว่า แต่ชิปจากผู้ผลิตอื่นๆ ต้องรอดีไซน์จาก ARM มาใส่ชิป พอเปิดตัวชิปเสร็จก็ต้องรอนำไปใส่ในสมาร์ทโฟนอีก ซึ่งใช้เวลา 6 เดือนถึง 1 ปีสำหรับ lead time ตรงนี้ ซึ่งแรงกดดันจากประสิทธิภาพชิปของแอปเปิ้ลก็ทำให้ผู้ผลิตอื่นๆ ต้องเร่งกระบวนการจน lead time ลดลงบ้างแล้วในปัจจุบัน

เปิดก่อน ได้เปรียบ

ด้วยความที่ Apple ได้ชิงเปิดตัวชิป 64 บิตของตนเองก่อนเป็นแบรนด์แรก ทำให้ทางบริษัทสามารถออกแบบและพัฒนาชิปของตนเองได้ในทุกๆปี ในขณะที่ Qualcomm ยังตามอยู่ 2 รุ่น

อีกประการหนึ่งที่สำคัญ คือ Apple ยอมลงทุนด้วยเงินมหาศาลในการพัฒนาชิปออกมาให้ดีที่สุด พื้นที่ส่วนประมวลผลบนชิปตระกูล Apple Ax นั้นใหญ่กว่าชิปจากผู้ผลิตรายอื่นๆ แถมยังมี Cache L3 จำนวนมากกว่าผู้ผลิตทุกรายด้วย ซึ่งทั้งหมดนี้มีต้นทุนในการผลิตสูงกว่าชิปอื่นๆ แต่แอปเปิ้ลมุ่งประเด็นไปที่การขายสมาร์ทโฟนมากกว่าการขายชิปเซ็ต นั่นทำให้ Apple สามารถเฉลี่ยเอากำไรจากส่วนอื่นของสมาร์ทโฟนมาสมทบค่าพัฒนาชิปอันมหาศาลได้ ซึ่งส่งผลต่อราคาวางจำหน่ายของ iPhone ในทุกๆรุ่นด้วย

พื้นที่ส่วนประมวลผลบนชิปตระกูล Apple Ax นั้นใหญ่กว่าชิปจากผู้ผลิตรายอื่นๆ

สำหรับ Qualcomm นั้นแตกต่างออกไป เพราะเป็นการทำธุรกิจขายชิปให้กับผู้ผลิตสมาร์ทโฟน เช่น Samsung, Sony หรือ LG เป็นต้น นั่นหมายความว่า Qualcomm ต้องการกำไรจากการประกอบธุรกิจ และทางผู้ผลิตสมาร์ทโฟนก็ต้องการกำไรเช่นกัน ผลก็คือ Qualcomm ไม่สามารถออกแบบชิปเซ็ตที่มีราคาแพงจนเกินไปจนเหล่าผู้ผลิตรับไม่ไหวได้

กล่าวคือ Apple สามารถสร้างชิปเซ็ตราคาแพงและเฉลี่ยลงในราคาขายของ iPhone ได้ ส่วน Qualcomm ไม่สามารถทำได้

สรุป

ในช่วง 1-2 ปีมานี้ ทีมงานของ Apple ได้ออกแบบชิปเซ็ตที่ดีที่สุดในโลกมาโดยตลอด ซึ่งเป็นการวางกลยุทธ์ได้อย่างแยบคายในแบบที่แบรนด์ยังไม่สามารถขึ้นแซงได้ นอกเสียจาก

  • Apple ผลิตชิปเซ็ตที่แย่มากออกมาด้วยความผิดพลาด ซึ่งจะทำให้คู่แข่งอย่าง Qualcomm แซงหน้าขึ้นมาในทันที
  • ผู้ผลิตชิปบางรายตัดสินใจผลิตชิปราคาแพงเพื่อขึ้นเป็นผู้นำ

อีกสิ่งหนึ่ง

ในปัจจุบัน กระแสของ AI เริ่มปรากฏชัดเจนในสมาร์ทโฟน และจะเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ โดยจะเห็นได้จากชิป A11 Bionic ที่มี Neural Engine สำหรับใช้งานฟีเจอร์ Face ID หรือ Kirin 970 ของ Huawei ที่มี NPU (Neural Processing Unit) ที่รองรับการใช้งาน AI อย่างเต็มที่

นั่นหมายความว่า ถ้าหาก Qualcomm, Samsung, Huawei หรือแม้กระทั่ง ARM สามารถเพิ่มศักยภาพฟีเจอร์เกี่ยวกับ AI ได้ดีกว่า Apple ก็อาจมีโอกาสที่จะแซงหน้า Apple ขึ้นมาได้

ข้อมูลอ้างอิง : androidauthority