Apple ra mắt chip M3 với độ phức tạp và chi phí kỷ lục

Apple M3 là bộ vi xử lý đầu tiên sử dụng công nghệ quy trình N3 (3nm) của TSMC và tuần này, công ty đã mở rộng dòng sản phẩm N3 với dòng chip M3 dành cho PC cho máy tính để bàn và máy tính xách tay. Nhà phân tích Jay Goldberg từ Digits to Dollars tin rằng công ty đã chi tới 1 tỷ USD cho thiết kế và tape-out của M3.

Dòng chip M3 của Apple bao gồm ba CPU khá phức tạp: M3 25 tỷ bóng bán dẫn dành cho máy tính để bàn, máy tính xách tay và máy tính bảng cao cấp; M3 Pro 37 tỷ bóng bán dẫn dành cho các máy hiệu suất chính thống; và M3 Max 92 tỷ bóng bán dẫn dành cho máy tính xách tay cao cấp và máy trạm cấp thấp. Mỗi chip được thiết kế để đáp ứng các nhu cầu tính toán khác nhau, từ các tác vụ hàng ngày đến lập trình chuyên nghiệp, mô phỏng kỹ thuật nặng và sản xuất video.

M3 vanilla của Apple, đi kèm với 8 nhân đa năng và GPU tích hợp mới, có độ phức tạp tương đương với bộ vi xử lý Phoenix được đánh giá cao của AMD (25 tỷ so với 25,4 tỷ), trong khi M3 Pro và M3 Max phức tạp hơn đáng kể. Trong thực tế, với 92 tỷ bóng bán dẫn bên trong, M3 Max là bộ vi xử lý đơn die phức tạp nhất được phát hành cho đến nay (mặc dù, dựa trên những gì chúng ta biết về một số bộ xử lý AI sắp ra mắt, không lâu nữa).

Apple đã sử dụng quy trình sản xuất N3 của TSMC để tăng hiệu quả kinh tế của dòng M3, một động thái mạo hiểm vì công nghệ này tương đối mới - nhưng có vẻ như nó đã được đền đáp. Apple có thể đặt tới 415 die M3 trên một wafer 300mm duy nhất, cho thấy kích thước die khoảng 146 mm2.

Ngược lại, Phoenix của AMD (có độ phức tạp tương tự) có kích thước die là 178 mm2. Chúng ta chỉ có thể đoán liệu M3 của Apple có rẻ hơn để sản xuất so với Phoenix của AMD hay không dựa trên tin đồn về báo giá của TSMC, nhưng chip nhỏ hơn thường dễ sản xuất hơn.

Apple đã chi 26,251 tỷ USD cho R&D vào năm 2022 và một phần đáng kể chi tiêu này được dành cho thiết kế chip. Quy mô đầu tư vào silicon nói chung và các SoC dòng M3 nói riêng cho thấy Apple là một trong số ít công ty có khả năng kinh tế để thực hiện các nỗ lực phát triển như vậy.

Phát triển các bộ vi xử lý dành cho PC phức tạp đòi hỏi chu kỳ phát triển kéo dài, thường theo thứ tự nhiều năm và đầu tư vốn lớn. Khi nói đến một nền tảng hoàn toàn mới như dòng chip M3 của Apple, chi phí phát triển là rất lớn, đặc biệt là trong trường hợp của Apple vì công ty có xu hướng phát triển nhiều IP nội bộ nhất có thể.

Với M3, Apple không chỉ sử dụng các lõi đa năng tùy chỉnh của riêng mình dựa trên kiến trúc tập lệnh ARM mà còn tích hợp một kiến trúc GPU hoàn toàn mới hỗ trợ dò tia thời gian thực và trình đổ bóng lưới, một NPU AI mới và một công cụ đa phương tiện mới.