Iwata: Cách đây 6 năm, loạt bài “Iwata Asks” được bắt đầu bằng nội dung thảo luận về “Phần cứng của máy Wii” (The Wii Hardware session (1)), một cách tình cờ.Tôi cũng không thể tưởng tượng được, loạt bài này lại có thể kéo dài lâu đến thế. Bây giờ, chúng ta có thể khẳng định rằng: Mình đã tạo nên một hệ máy console thành công - mang tên Wii. Tôi thật sự mang nhiều cảm xúc, khi chúng ta, lại có cơ hội thảo luận ở đây.
Ngày hôm nay, đánh dấu việc bắt đầu một loạt bài thảo luận mới. Theo đó, tôi sẽ trao đổi về vấn đề xây dựng phần cứng của máy Wii U.
Xin cám ơn mọi người đã tham dự buổi thảo luận ngày hôm nay.
Mọi người: Xin cám ơn ông đã gửi lời mời đến chúng tôi.
Iwata: Đầu tiên, xin mọi người hãy tự giới thiệu về bản thân mình. Chắc là không cần phải giới thiệu anh Takeda lại nữa đâu nhỉ. Anh ấy là người của Nintendo, chịu trách nhiệm về mảng phát triển phần cứng.
Takeda: Tôi là Takeda. Cám ơn ông lại mời tôi tham dự buổi thảo luận này một lần nữa.
Shiota: Tôi là Shiota, đến từ bộ phận phát triển sản phẩm của phòng “Nghiên cứu tổng hợp và Phát triển” (Integrated Research and Development Division). Tôi tham gia giám sát tổng thể cho các công đoạn phát triển phần cứng của sản phẩm, như là hệ thống Wii U và chiếc tay cầm của hệ máy này.
Iwata: Lần này, việc giám sát tổng thể về các công đoạn phát triển phần cứng, chắc hẳn là đã làm cho anh có cảm giác “hỗn độn” giữa một hệ thống console, và hệ thống thiết bị cầm tay ! (Cười).
Shiota: Vâng, điều đó là chắc chắn là như thế! (Cười). Tôi đã tham khảo nhiều yếu tố liên quan đến hệ thống máy cầm tay, trong giai đoạn phát triển chiếc tay cầm cho máy Wii U. Điều ấy khiến cho tôi có cảm tưởng như mình đang phát triểu cùng lúc cả hai thiết bị: Vừa là một chiếc console, lại vừa là một chiếc máy cầm tay.
Kitano: Tôi là Kitano, đến từ bộ phận phát triển sản phẩm (Product Development Department), thuộc phòng Nghiên cứu tổng hợp và phát triển (Integrated Research and Development Division). Tôi cũng đã tham gia vào việc Thiết kế chi tiết máy, trong quá trình phát triển hệ thống Wii U. Bên cạnh việc thiết kế chi tiết phần vỏ máy, thì tôi cũng đảm nhiệm thêm phần thiết kế hệ thống tảng nhiệt và các thành phần liên quan khác, như là: Các đầu nối và dây cáp.
Akagi: Tôi là Akagi, cũng đến từ bộ phận phát triển sản phẩm (Product Development Department), thuộc phòng Nghiên cứu tổng hợp và phát triển (Integrated Research and Development Division). Những người khác thì lo về phần cứng, riêng tôi đảm nhiệm về phần mềm. Tôi đề cập đến phần mềm ở đây, không phải là những game để mọi người chơi. Nói đúng hơn, tôi chịu trách nhiệm về những chương trình kiểm lỗi cần thiết trong quá trình phát triển một hệ máy console.
Iwata: Cám ơn anh. Mỗi khi, xây dựng một thiết bị chơi game mới, thì giai đoạn tốn nhiều thời gian nhất, đó là lựa chọn và nhận định ra được các thành phần công việc. Giai đoạn này của hệ thống Wii U đã bắt đầu như thế nào?
Takeda: Trước tiên hết, xin nói riêng về hệ thống truyền hình tại Nhật Bản, thì toàn bộ mặt bằng chung về hạ tầng truyền dẫn đã hoàn toàn được nâng lên tiêu chuẩn số hoá và có chất lượng độ nét cao (HD) (2) . Và phần lớn hạ tầng truyền hình trên thế giới cũng đã được chuyển đổi sang hệ thống máy thu hình có độ nét cao rồi (HD TV set). Cho nên, chúng ta có thể xem rằng chuẩn HD đang dần hình thành nên chuẩn SD-mới (3) .
Iwata: Hình ảnh độ nét cao (HD) đang dần dần trở thành một tiêu chuẩn tối thiểu.
Takeda: Vâng. Nhưng, có một điều nghịch lí, đó là hệ máy Wii chỉ hỗ trợ chuẩn hình ảnh SD mà thôi. Quá trình phát triển hệ máy Wii U được bắt đầu, khi mà chúng tôi nghĩ rằng chúng ta nên tự mình thích nghi với tiêu chuẩn hình ảnh mới, đó là HD. Nhằm mở ra cơ hội, cho tất cả mọi người thưởng thức ưu thế vợt trội về chất lượng hình ảnh,của hệ thống tivi gia đình có hỗ trợ chuẩn hình ảnh chất lượng cao. Tâm niệm của chúng tôi đó là mong muốn tạo ra điều gì đó mà mọi người có thể tận hưởng phần lớn các dịch vụ giải trí tại nhà, mà chỉ thông qua trên cùng một thiết bị duy nhất.
Iwata: Và thế là, chiếc đầu cáp kết nối màu vàng (yellow connector) (4) , thường dùng để truyền tính hiệu video giữa chiếc máy thu hình và hệ thống game console đã được thay thế bằng chuẩn HDMI (5). Ở một khía cạnh nào đó, thì điều này là một xu hướng khó tránh khỏi, đơn giản là vì sự thay đổi của những chiếc tivi truyền thống, đã kéo theo video game thay đổi theo cùng với chúng.
Takeda: Vâng, đúng như thế. Chiếc máy thu hình là thiết bị khó có thể thiếu trong phòng sinh hoạt chung của gia đình, mà ngày nào mọi người cùng hình thấy nó. Chúng tôi mong muốn mọi người có thể thưởng thức nhiều thứ khác nhau, hơn là chỉ để chơi game. Điều này chúng tôi chưa thể thực hiện được một cách hoàn hảo trên phần cứng của chiếc máy Wii. Chúng tôi buộc mình phải suy nghĩ rất nhiều, để có thể cải tiến cho Wii U. Tuy nhiên, hệ thống này phải đảm bảo rằng giữ được một mức giá bán chấp nhận được. Đồng thời, một tiêu chủ yếu, đó là cần phải đạt được các thông số ‘cứng’ của một hệ thống máy chơi game.
Iwata: Cũng tương tự như tinh thần, mà chúng ta đã thảo luận về ‘phần cứng của máy Wii’, quan tâm đến vấn đề tiêu thụ điện năng thấp, và cần một hiệu năng cao. (6)
Takeda: Vâng, bắt đầu từ hệ thống Nintendo GameCube (7), Nintendo đã quan tâm đến vấn đề làm thế nào để cải tiến hiệu quả của các hệ thống máy chơi game. Đồng thời, giảm thiểu mức tiêu thụ điện năng, và điều này đã trở thành một yếu tố tiên quyết trong mỗi mẫu thiết kế thử nghiệm (design concept).
Iwata: Thế thì vấn đề mấu chốt cần giải quyết lần lần này là gì, để có thể đạt được mục tiêu ‘giảm thiểu điện năng tiêu thụ, nhưng vẫn đạt được hiệu năng cao’?
Takeda: Trước hết, đây là lần đầu chúng ta ứng dụng bộ xử lí trung tâm có nền tảng đa-lõi (multi-core CPU) (8). Chính vì yếu tố đa-lõi của bộ xử lí được tích hợp trên cùng một con chíp LSI (9) duy nhất, mà dữ liệu có thể được luân chuyển giữa bộ xử lí trung tâm (CPU) và bộ nhớ tích hợp lớn, trở nên thuận lợi hơn. Và, các tiến trình xử lí sẽ hoàn tất một cách rất hiệu quả, mà chỉ tiêu thụ một lượng điện năng rất ít.
Takeda: Và chúng tôi còn sử dụng thêm một MCM nữa (10).
Takeda: Lần này chúng tôi hoàn toàn buộc phải theo đuổi ý tưởng sử dụng một MCM, cho chiếc console của chúng ta. Kỹ thuật xây dựng một thành phần đa-chíp xử lí được hàn chết trên một nền chất dẫn đồng nhất, được áp dụng cho bộ xử lí trung tâp đã-lõi đã đề cập ở trên và bộ xử lí đồ hoạ (GPU chip). Cả hai được gắn kết thành một thành phần duy nhất. Về phần bộ xứ lí đồ hoạ, bản thân nó cũng đòi hỏi một số lượng bộ nhớ dành riêng khá lớn. Do đó, việc áp dụng MCM, sẽ giảm tối đa chi phí, và chúng ta có thể làm tăng tốc việc trao đổi dữ liệu giữa 02 thành phần chíp LSI, mà vẫn có thể đảm bảo không tiêu tốn nhiều điện năng. Đây cũng là xu hướng chung của thế giới, đang nổ lực giành được hiệu quả trong các loại chi phí.
Iwata: Một ‘thử thách rất lớn’ lần này, đó là việc đặt những con chíp điện tử bằng si-li-con, được làm từ nhiều loại chất bán dẫn rất khác nhau, lên trên cùng một tấm dẫn nền. Anh Shiota, anh là người đã khiến cho điều này trở thành sự thật. Anh có thể cho biết ‘rào cản’ trong việc giải quyết vấn đề này là gì hay không?
Shiota: Những con chíp điện tử được đóng gói theo kỹ thuật LSI được sản xuất từ nhiều công ty khác nhau. Do đó, khi có một bất kỳ một lỗi nào đó xảy ra, thì sẽ gây ra khó khăn cho việc khoanh vùng để tìm ra nguyên nhân gây lỗi. Phân tích lỗi của phần MCM, đó là một công việc vô cùng gian nan.
Iwata: Khi thành phần MCM đã thật sự hoạt động ổn định, thì tất cả những gì chúng ta cần đều đã nằm gọn trong một khối thống nhất. Cho nên, các anh không dễ dầu gì mà có thể phân biệt được lỗi đang xảy ra, thuộc về phần nào.
Shiota: Đúng như thế. Chúng tôi đã theo sát các nhà cung cấp linh kiện bán dẫn Renesas (11) , IBM (12) và AMD (13), họ là những công ty hợp tác với chúng ta. Để có thể khoanh vùng lỗi, chúng tôi đã nảy ra một cách để có thể đo đạc được các dãi tần thấp của dạng sóng ngõ ra trên MCM. Từ đó, chúng tôi có thể xác định được lỗi thông qua các dãy tần thấp, được mang đi để so sánh với các dãy của tiến trình gốc (the minimum amount of overhead) (14).
Iwata: Nhưng, chắc là cũng không phải đơn giản để có thể thực hiện điều này.
Shiota: Cũng không khó lắm. Chúng tôi đã dựa vào kinh nghiệm để thu thập các dữ liệu đầu ra, và đưa ra các kết luận, nhưng không vội chú ý đến một vài điểm sai khác. Cho đến khi, chúng tôi thật sự vận hành được nó, thì mới bắt đầu có những thông báo liên hệ với các nhà cung cấp, và tiến hành lập đi lập lại các phép thử trên từng vùng của MCM.
Takeda: Họ đều là những công ty đối tác hoàn toàn khác nhau. Vậy, khi xảy ra lỗi, có thể họ sẽ không thừa nhận đó là lỗi do mình gây ra, kiểu như là: “Đó không phải là vấn đề do chúng tôi”.
Iwata: Thông thường, khi có lỗi xảy ra, các anh sẽ giải quyết nó. Cho nên, những lỗi này không thể nào xảy ra, tại khâu sản xuất thứ nhất. Rồi đến khi, các lập trình viên chạy chương trình của họ, với sự tin tưởng hoàn toàn vào phần cứng ấy, kiểu như là: “Dĩ nhiên phần cứng này sẽ hoạt động!”. Nếu khi, các anh thông báo cho các lập trình viên, rằng: Có vấn đề xảy ra, các lập trình viên sẽ nghĩ: “Chắc là xảy ra vấn đề ở một khâu khác.”. Tương tự như thế, khi mà các anh ‘gói’ nhiều con chíp điện tử, được sản xuất bởi nhiều hãng khác nhau, lại với nhau như thế. Điều này cũng sẽ làm cho mọi người suy nghĩ theo lẽ tự nhiên, rằng: “Vấn đề xảy ra do một nguyên nhân khác, chứ không phải là do lỗi ở họ.” Anh Shiota, bằng cách nào anh có thể kiểm soát được điều này thế?
Shiota: Đơn giản thôi, tôi đã áp dụng cách hành xử là: “Các anh hãy tự chứng minh rằng đó không phải là lỗi do các anh gây ra đi nào” .
Iwata: Thật à, thú vị đấy! (Cười).
Shiota: Đầu tiên, về mặt các con chíp LSI, thì trước khi được lấp ghép với nhau, chúng tôi đã cố gắng thiết lập các ngõ xuất để tiện việc kiểm tra, chắc rằng không bỏ xót bất kỳ điều gì, và về phía mỗi nhà cung cấp, thì sẽ đưa ra một phương pháp để thử nghiệm ở mức cực điểm nhất. Đó là cách mà các nhà cung cấp hạn chế việc xảy ra lỗi phần cứng, đến mức thấp nhất có thể. Họ còn cung cấp tất cả những thông tin quan trọng, một cách cỡ mở, để phục vụ cho việc phân tích sự cố, dựa trên các số liệu đã từng được thu thập.
Iwata: Tiến độ ấy có diễn ra một cách trôi chảy hay không?
Shiota: Mất không ít thời gian để đạt được hầu hết các luận điểm đó. Trước tiên, là có một buổi thảo luận về kết quả mong muốn, để xem liệu chúng tôi đã sấp xếp mọi việc theo đúng quy chuẩn hay chưa. Chúng tôi biết rằng không thể cứ lập lại tiến trình này nhiều lần, hoặc là duy trì sự đầu tư theo kiểu ‘thổi phình một quả bóng’ được. Nhưng, nếu như mọi người cùng ngồi lại bàn bạc với nhau, giải quyết các vấn đề tồn tại. Bằng việc áp dụng các phép thử tưởng chừng như không cần thiết, chúng tôi đã xây dựng nên một mẫu thử cực kỳ có hiệu quả, và hoàn toàn có thể kiểm soát nó.
Iwata: Cho đến nay, những thành phần phức hợp của hệ thống phần cứng được kết hợp lại, chỉ trên một con chíp điện tử, có lẽ chưa được dùng phổ biến.
Shiota: Chỉ dừng lại ở một con số tương đối nhỏ, nhưng có khá ít mẫu được sản xuất hàng loạt, với một CPU và GPU nằm trên một bảng mạch kích thước như thế này. Đây là mẫu bảng mạch nền của một MCM.
Iwata: Con chíp điện tử này mang theo ‘trái tim’ của chiếc máy console. Trên hệ máy GameCube và máy Wii, chúng được chia làm 02 chíp tách biệt. Có phải đó là lí do khiến các anh muốn dùng MCM, bởi các anh cho rằng kết quả đạt được sẽ đáng giá hơn, đúng không nào?
Shiota: Vâng. Như anh Takeda đã trình bày ở trên, việc tiêu thụ ít điện năng là quan điểm mà đã có từng thời GameCube. Việc tính hợp những con chíp dạng LSI lại với nhau, trên một bảng mạch nhỏ gọn, khiến cho điện năng cần thiết để duy trì sự giao tiếp giữ chúng sẽ giảm một cách rõ rệt.
Iwata: So với việc những con chíp được đặt tách biệt nhau, về mặt vật lí, trên một chiếc bo mạch, các anh có thể cắt giảm tối thiểu điện năng tiêu tốn, bằng việc dùng một mô-dun nhỏ gọn, độ trễ cũng sẽ giảm. Theo đó, tốc độ hoàn thành các tiến trình xử lí sẽ tăng lên đáng kể.
Shiota: Đúng như vậy. Thời gian giao tiếp của bộ xử lí trung tâm với các thành phần sẽ giảm. Qua đó, việc này cũng tuân theo xu hướng thiểu-hoá kích thước (miniaturization) (16), tôi vẫn muốn được thực hiện nó, cho dù có gặp phải khó khăn gì đi nữa!
--
[Thuật Ngữ]:
(1): The Wii Hardware: Bài ghi nhận buổi thảo luận đầu tiên có nội dung liên quan đến chiếc máy Wii, đã bắt đầu vào tháng 9 năm 2006, và cũng là bài ghi nhận mở đầu cho mục hàng loạt những bài ghi nhận các buổi thảo luận khác ở mục “Iwata Asks”.
(2) - HD (high definition): Khái niệm này đề cập đến: Độ phân giải cao (high resolution) của hình ảnh được phát từ máy thu hình và các thiết bị khác. Điều khiện để đạt được tiêu chuẩn HD, đó là mật độ các điểm ảnh của hình ảnh phải dày đặc. “720” là con số tối thiểu, để chỉ số hàng quét theo chiều ngang của màn hình hiển thị. Theo đó, một màn hình hiển thị sẽ có tỉ lệ là 16:9. Một số hình thức truyền tải, như là: truyền hình cáp kỹ thuật số, hay truyền hình số vệ tinh... cung cấp những hình ảnh có độ phân giải cao được gọi là HDTV.
(3) SD. (standard definition): Khái niệm đề cập đến: Độ phân giải chuẩn của máy thu hình, và các thiết bị khác. Truyền hình SD có số hàng quét theo chiều ngang là dưới 720.
(4) Đầu cáp kết nối ‘màu vàng’ (Yellow connector): Một dạng đầu cáp kết nối kiểu RCA - Radio Corporation of America, hay còn gọi là đầu nối ‘phono’ hoặc là ‘đầu nối cinch’. Đầu nối được thiết kế để dùng trên loại cáp dẫn truyền tín hiệu console, giữa các thiết bị phát và chiếc máy thu hình. Được giới thiệu từ những năm 1940, cho đến này loại đầu cáp này vẫn còn được sử dụng khá rộng rãi, vì tính tiện dụng và chi phí sản xuất thấp. Loại đầu cáp này được phân chia loại tính hiệu truyền khác nhau, và được đánh dấu màu khác nhau để dễ phân biệt: Sợi cáp màu vàng đảm nhiệm việc truyền tín hiệu video hình ảnh; Sợi màu đỏ và sợi màu trắng là tín hiệu âm thanh audio (cho kênh âm thanh trái và phải).
(5) HDMI (high definition multimedia interface - chuẩn truyền dẫn chất lượng cao): Đây là tiêu chuẩn kỹ thuật số trong truyền dẫn hình ảnh, và âm thanh dân dụng. Tiêu chuẩn này cho phép kết hợp quá trình gửi và nhận tín hiệu hình ảnh/âm thanh và cả một số tín hiệu điều khiển khác, chỉ trên một sợi cáp đơn.
(6) “Tiêu thụ điện năng thấp và hiệu năng cao” (Low power consumption and high performance): Takeda đã giải thích quan niệm này, trong buổi thảo luận về máy Wii, rằng: “Dĩ nhiên, vấn đề về hiệu năng là không thể được đặt thứ yếu được. Bất kỳ ai cũng có thể dễ dàng nhận thấy là lượng điện năng tiêu thụ thấp sẽ cho một hiệu năng thấp. Các hệ thống khác có huynh hướng chấp nhận mức tiêu thụ điện năng cao, để đạt được hiệu năng cao. Tuy nhiên, riêng máy Wii thì hoàn toàn ngược lại, và có thể nói rằng Nintendo là hãng độc hành trên con đường tìm kiếm cách thức vươn đến một hiệu xuất cao nhất, chỉ với một mức tiêu thụ điện năng thấp.” .
(7) Nintendo GameCube: Một hệ thống game console dành cho gia đình, được Nintendo phát hành vào tháng 9 năm 2001.
(8) Multi-core CPU: Một loại bộ xử lí trung tâm với nhiều lõi xử lí được tích hợp bên trong, được đóng góp trong cùng một con chíp duy nhất (phần cứng), cho phép thực thi nhiều lệnh (phần mềm) cùng một lúc.
(9) LSI (Large-scale integration): Kỹ thuật đóng gói chíp xử lí, với mật độ cao các bóng bán dẫn (transistor) trên một diện tích nhỏ, được phát minh vào những năm 1970. Mật độ tích hợp dày đặc của các bóng bán dẫn, có thể lên đến con số 10 ngàn, trên một diện tích rất nhỏ của con chíp xử lí. Kỹ thuật này giúp tiết kiệm vật liệu, nhưng lại nâng cao hiệu xuất xử lí của phần cứng.
(10) MCM (Multi Chip Module): Là một chi tiết phần cứng cấu thành từ nhiều con chíp silicon khác. Các con chíp điện tử này được ‘hàn chết’ trên một khung chất dẫn nền đồng nhất.
(11) GPU (Graphics processing Unit): Còn được gọi là chíp xử lí đồ hoạ, hay video. Đây là loại chíp điện tử đặt biệt dùng trong việc biểu diễn các phép tính toán xây dựng hình hoạ máy tính, và hiển thị hình ảnh trong các hệ thống game console.
(12) Renesas Electronics Corporation: Một nhà sản xuất chất bán dẫn, có trụ sở đặt tại quận Chiyoda, thành phố Tokyo.
(13) International Business Machines Corporation (IBM Corp.): Công ty cung cấp các dịch vụ và sản phẩm liên quan đến điện toán, có trụ sở đặt tại bang New York, Mỹ.
(14) Advanced Micro Devices, Inc.: Là một công ty phát triển, sản xuất và buôn bán các sản phẩm có liên quan đến máy tính, có trụ sở đặt tại bang California, Mỹ.
(15) Overhead: Tiến hành ép buộc quá trình xử lí diễn ra ở cường độ cao hơn so với điều kiện bình thường.
(16) Miniaturization (Miniaturisation): Là quá trình sáng tạo, nhằm thu nhỏ kích thước của các chi tiết máy, phần cứng của các sản phẩm điện tử, hay các thiết bị. Thiểu hoá kích thước đang là xu hướng chung của các ngành sản xuất thiết bị điện tử, nhằm tối ưu hoá khoảng trống giữa các linh kiện, hoặc chi tiết máy móc... tạo nên sự thuận tiện khi sử dụng, chuyên chở, và lưu kho. (wikipedia.com)
