Mục lục bài viết
Khi nhắc đến sức mạnh xử lý của một chip di động, người dùng thường chỉ nghĩ đến CPU, GPU và gần đây là NPU. Nhưng bên trong SoC còn một khối âm thầm hoạt động gần như suốt thời gian máy bật, đó là DSP, bộ xử lý tín hiệu số chuyên trách âm thanh và dữ liệu cảm biến, tách biệt hoàn toàn khỏi các nhân xử lý chính.
DSP là gì và khác CPU ở nguyên lý thiết kế
DSP, viết tắt của Digital Signal Processor, là một lõi xử lý được thiết kế chuyên biệt cho các phép toán lặp lại trên luồng tín hiệu số liên tục, ví dụ như lọc nhiễu, biến đổi tín hiệu âm thanh, hay tính toán trên dữ liệu cảm biến chuyển động. Khác với CPU được thiết kế linh hoạt để xử lý nhiều loại tác vụ logic khác nhau, DSP tối ưu cho một tập phép toán hẹp nhưng thực hiện cực nhanh và cực tiết kiệm điện, phù hợp với tác vụ phải chạy liên tục ở nền mà không được phép ngốn pin đáng kể.
Vai trò của DSP trong xử lý âm thanh
DSP đảm nhiệm các tác vụ như phát hiện từ khóa đánh thức trợ lý ảo trong trạng thái luôn lắng nghe, khử tiếng ồn khi gọi điện, xử lý tín hiệu micro kép để định hướng âm thanh, và giải mã codec âm thanh khi phát nhạc. Vì các tác vụ này cần chạy liên tục hoặc phản hồi tức thời, giao cho DSP thay vì đánh thức CPU chính giúp tiết kiệm điện năng đáng kể, đồng thời giảm độ trễ so với việc dữ liệu phải đi qua các lớp phần mềm phức tạp hơn trên nhân xử lý chính.
DSP và trung tâm xử lý cảm biến luôn bật
Nhiều SoC tích hợp một khối gọi là sensor hub hoặc context hub, thường được xây dựng dựa trên DSP hoặc lõi xử lý cực nhỏ tương tự, chuyên thu thập liên tục dữ liệu từ gia tốc kế, con quay hồi chuyển, cảm biến từ trường để đếm bước chân, nhận diện hoạt động di chuyển, hay giữ cho màn hình luôn hiển thị đúng hướng. Việc tách các tác vụ này ra khỏi CPU chính cho phép chúng chạy suốt ngày đêm mà gần như không ảnh hưởng đến thời lượng pin tổng thể của máy.
Vì sao không để CPU chính đảm nhiệm luôn các tác vụ này
CPU chính được thiết kế để đạt hiệu năng cao trên tác vụ đa dạng, nhưng đổi lại tiêu thụ điện lớn hơn nhiều so với DSP khi xử lý cùng một loại phép toán đơn giản lặp lại. Nếu để CPU đảm nhiệm việc lắng nghe từ khóa đánh thức hay theo dõi cảm biến liên tục, mức tiêu hao pin sẽ tăng đáng kể. Tách các tác vụ này sang DSP là lựa chọn kiến trúc nhằm tối ưu hiệu suất trên mỗi đơn vị điện năng tiêu thụ.
Hiểu nhầm thường gặp
“DSP và NPU về cơ bản là một, chỉ khác tên gọi” là suy nghĩ chưa chính xác. NPU được thiết kế cho các phép toán ma trận quy mô lớn phục vụ suy luận trí tuệ nhân tạo, còn DSP tối ưu cho xử lý tín hiệu liên tục ở mức tiêu thụ điện cực thấp như âm thanh và cảm biến, hai khối này phục vụ mục đích khác nhau và thường cùng tồn tại song song trong một SoC.
Xem thêm
Nội dung này thuộc cụm bài Kiến trúc chip theo hãng: tổng hợp bài viết. Xem thêm NPU trên điện thoại thực sự làm được gì, không chỉ là thông số AI trên tờ rơi.
Zalo
