Neural Engine là gì? Lý do công nghệ này xuất hiện trên mọi thiết bị Apple mới?

Neural Engine là gì? Đây là bộ xử lý chuyên dụng cho trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (machine learning) mà Apple tích hợp trong chip của iPhone, iPad và Mac từ năm 2017. Bộ phận này chạy các tác vụ như nhận diện khuôn mặt, nhận dạng giọng nói hay xử lý ảnh nhanh hơn và tốn ít điện hơn CPU hoặc GPU. Bài viết giải thích cách Neural Engine hoạt động, các thế hệ tới chip A20 Pro và những thiết bị đang có công nghệ này.

Điểm chính về Neural Engine

• • Định nghĩa: Neural Engine là cụm lõi tính toán riêng cho mạng neural, nằm trong chip Apple, xuất hiện lần đầu trên A11 Bionic năm 2017.
• • Lợi ích: chạy tác vụ AI ngay trên máy, nhanh và tiết kiệm điện hơn CPU, GPU, đồng thời hạn chế đưa dữ liệu cá nhân lên máy chủ.
• • Cập nhật mới: chip A20 Pro trên iPhone 18 Pro có 32 lõi Neural Engine (hai cụm 16 lõi), gấp đôi sức mạnh xử lý AI của A19 Pro.
• • Ứng dụng thực tế: Face ID, Siri, Live Text, chụp ảnh điện toán và Apple Intelligence đều dựa vào Neural Engine.

Neural Engine là gì? Vì sao Apple cần bộ xử lý này?

Neural Engine (còn gọi là Apple Neural Engine, viết tắt ANE) là cụm lõi tính toán được tối ưu để chạy mạng neural sâu. Đây không phải CPU hay GPU thông thường, mà là bộ xử lý thần kinh (Neural Processing Unit, NPU) do Apple thiết kế riêng cho thuật toán học máy.

Lý do cần bộ xử lý riêng là mạng neural chủ yếu gồm các phép nhân ma trận lặp lại hàng tỷ lần. CPU làm được nhưng chậm và tốn điện, còn GPU nhanh hơn nhưng vẫn nóng và hao pin khi chạy liên tục.

Ví dụ, khi mở khóa bằng Face ID hay đọc chữ trong ảnh, Neural Engine xử lý ngay trên thiết bị mà không cần kết nối mạng. Cách làm này giúp phản hồi nhanh và giữ dữ liệu cá nhân trên máy.

Tên gọi tương đương ở hãng khác là NPU, ví dụ Hexagon NPU trong chip Snapdragon của Qualcomm hay NPU trong chip Exynos của Samsung. Riêng cái tên Neural Engine chỉ dùng cho chip Apple.

Lịch sử phát triển của Neural Engine từ A11 đến A20 Pro

Neural Engine đã trải qua gần chín năm phát triển, từ 2 lõi ban đầu lên tới 32 lõi trên chip hiện nay. Phần dưới đi qua thế hệ đầu tiên rồi tới bảng so sánh các chip.

Khởi đầu với A11 Bionic năm 2017

Neural Engine xuất hiện lần đầu trong chip A11 Bionic trên iPhone 8, iPhone 8 Plus và iPhone X. Thế hệ này có 2 lõi, xử lý tối đa 600 tỷ phép tính mỗi giây.

Lúc đó, bộ xử lý chủ yếu phục vụ nhận diện khuôn mặt Face ID và hiệu ứng Animoji. Từ A12 trở đi, Apple tăng lên 8 lõi rồi 16 lõi, mở đường cho các tính năng ảnh và giọng nói phức tạp hơn.

Bảng so sánh Neural Engine qua các thế hệ chip

Bảng dưới tổng hợp số lõi và hiệu suất theo số liệu Apple đã công bố. Một số chip mới Apple chỉ nêu số lõi hoặc mức tăng so với đời trước, không nêu thông số tính bằng nghìn tỷ phép tính mỗi giây (TOPS).

Với dòng Mac, M1 Ultra có 32 lõi Neural Engine, xử lý 22 nghìn tỷ phép tính mỗi giây. Công nghệ Neural Accelerator đặt thêm khối tăng tốc AI vào GPU, giúp chip chạy mô hình ngôn ngữ lớn ngay trên máy.

Cách thức hoạt động của Neural Engine

Neural Engine gồm nhiều lõi chuyên dụng, mỗi lõi chạy song song các phép nhân ma trận và phép tính vô hướng. Nhờ vậy, bộ xử lý đạt hàng nghìn tỷ phép tính mỗi giây mà ít sinh nhiệt.

Quá trình xử lý một tác vụ AI, ví dụ nhận diện vật thể trong ảnh, diễn ra theo ba bước:

• Bước 1: dữ liệu đầu vào như ảnh hoặc âm thanh được chuyển thành ma trận số.
• Bước 2: kết quả nhân ma trận ở lớp này được chuyển làm đầu vào cho lớp kế tiếp của mạng neural.
• Bước 3: lớp cuối tổng hợp các kết quả và đưa ra dự đoán, chẳng hạn đây là khuôn mặt của chủ máy hay một tấm biển báo.

Hệ điều hành giao tác vụ phù hợp cho Neural Engine, các tác vụ còn lại vẫn do CPU và GPU đảm nhận. Mô hình AI được huấn luyện sẵn nên máy chỉ cần chạy suy luận, việc này nhẹ hơn nhiều so với huấn luyện.

Tính năng nổi bật của Neural Engine trên thiết bị Apple

Neural Engine hiện hỗ trợ bốn nhóm tính năng chính: ngôn ngữ, hình ảnh, bảo mật và Apple Intelligence. Mỗi nhóm được trình bày bên dưới cùng ví dụ cụ thể.

Xử lý ngôn ngữ tự nhiên: Siri, Translate và Live Text

Neural Engine chuyển giọng nói thành văn bản cho Siri rồi phân tích ngữ cảnh câu lệnh. Từ iOS 15, một số yêu cầu của Siri có thể xử lý ngay trên máy, kể cả khi không có mạng.

Ứng dụng Translate dùng mạng neural để phân tích ngữ pháp, từ vựng và chuyển sang ngôn ngữ đích. Live Text dùng công nghệ nhận dạng ký tự quang học (OCR) để nhận chữ trong ảnh, cho phép sao chép, tra cứu hoặc dịch trực tiếp.

Thị giác máy tính và nhiếp ảnh điện toán

Deep Fusion chụp nhiều khung hình ở các mức phơi sáng khác nhau, rồi Neural Engine phân tích từng điểm ảnh để ghép thành một ảnh nhiều chi tiết và ít nhiễu. Chế độ Portrait dùng dữ liệu chiều sâu để tách chủ thể khỏi hậu cảnh, cho phép chỉnh độ mờ phông sau khi chụp.

Ngoài ra, Neural Engine còn hỗ trợ nhận diện người, vật thể trong thư viện ảnh và các công cụ chỉnh ảnh bằng AI. Các tác vụ này chạy ngay trên máy nên ảnh không cần tải lên máy chủ.

Face ID và bảo mật sinh trắc học

Camera TrueDepth chiếu hơn 30.000 điểm hồng ngoại lên khuôn mặt để tạo bản đồ 3D. Neural Engine so khớp bản đồ này với dữ liệu đã đăng ký, đồng thời nhận biết các hình thức giả mạo như ảnh tĩnh hoặc mặt nạ.

Dữ liệu khuôn mặt được lưu trong Secure Enclave, vùng bảo mật tách riêng khỏi hệ điều hành chính và không gửi lên máy chủ của Apple. Cách tổ chức này giúp hạn chế rủi ro lộ thông tin sinh trắc học.

Apple Intelligence và AI tạo sinh trên máy

Apple Intelligence là bộ tính năng AI của Apple, gồm viết lại văn bản, tóm tắt thông báo, xóa vật thể trong ảnh và Siri thế hệ mới. Phần lớn tác vụ chạy trên Neural Engine và GPU của máy, tác vụ nặng hơn mới chuyển sang Private Cloud Compute.

Chi tiết các tính năng theo từng phiên bản có trong bài Apple Intelligence trên iOS 26 và Apple Intelligence trên iPhone 18 Pro. Máy cần chip A17 Pro hoặc chip dòng M mới dùng được bộ tính năng này.

So sánh Neural Engine, CPU và GPU

Ba bộ xử lý cùng nằm trong một chip Apple nhưng đảm nhận việc khác nhau. Bảng dưới so sánh theo vai trò, mức tiêu thụ điện và tác vụ phù hợp.

Trong thực tế, ba bộ xử lý phối hợp với nhau. Từ chip A19 Pro và M5, Apple đặt thêm Neural Accelerator vào GPU để các mô hình AI lớn chạy nhanh hơn mà vẫn dùng chung bộ nhớ với Neural Engine.

Thiết bị Apple nổi bật có Neural Engine mạnh

Neural Engine có mặt trên mọi iPhone từ iPhone 8, nhưng thế hệ chip quyết định tính năng AI mà máy chạy được. Bảng dưới liệt kê các dòng máy đang bán tại FPT Shop theo chip và nhu cầu phù hợp.

Người dùng cần chọn máy theo nhu cầu AI có thể tham khảo các dòng iPhone, iPad và MacBook tại FPT Shop. Cần chạy Apple Intelligence thì chọn máy dùng chip A17 Pro trở lên hoặc chip dòng M.

Câu hỏi thường gặp về Neural Engine

Neural Engine có trên Android không?

Không, tên Neural Engine chỉ dùng cho chip Apple. Chip Android có bộ xử lý tương đương gọi là NPU, ví dụ Hexagon NPU của Qualcomm.

iPhone nào có Neural Engine?

Neural Engine có trên iPhone 8, iPhone 8 Plus, iPhone X và mọi iPhone ra mắt sau đó. Số lõi và tốc độ khác nhau theo từng đời chip.

Máy nào dùng được Apple Intelligence?

Apple Intelligence cần iPhone từ dòng iPhone 15 Pro, hoặc iPad và Mac dùng chip A17 Pro hay chip dòng M. Máy dùng chip đời cũ vẫn có Neural Engine nhưng không bật được bộ tính năng này.

Tạm kết

Neural Engine là bộ xử lý AI riêng trong chip Apple, giúp Face ID, Siri, Live Text và Apple Intelligence chạy nhanh, tiết kiệm điện và giữ dữ liệu trên máy. Số lõi tăng từ 2 lên 32 sau chín năm, và chip A20 Pro là mốc mới hiện nay.

Người dùng quan tâm tính năng AI nên xem chip của máy trước khi mua, vì thế hệ chip quyết định máy có dùng được Apple Intelligence hay không. Các dòng MacBook chạy chip M tại FPT Shop là lựa chọn cho việc sáng tạo, học tập hoặc lập trình AI.

Xem thêm:

• Apple Intelligence có hỗ trợ tiếng Việt chưa
• So sánh Apple Intelligence với Galaxy AI