Chip M-series của Apple đang thống lĩnh thị trường Qualcomm và Intel liệu có quên ”miếng bánh” ARM này?

Đến thời điểm hiện tại, việc bắt gặp những chiếc máy tính hay laptop được sử dụng kiến trúc ARM đã không còn là điều quá mới lạ với người dùng macOS nhưng đối với Windows thì vẫn là điều gì đó rất xa xỉ.

Dạo một vòng các trang mạng xã hội phổ biến nhất, dễ dàng nhận ra những người dùng chia sẻ về chiếc MacBook Pro 2021 với Apple M1 Pro hay chiếc Mac mini với Apple M2 mới nhất. Những vi xử lý ARM đã chiếm lĩnh toàn bộ dải sản phẩm máy tính của Apple và khẳng định tham vọng của hãng về tương lai của vi xử lý di động.

Tuy nhiên, nhìn lại phân khúc laptop Windows, bạn sẽ khó, thậm chí rất khó để tìm thấy một chiếc máy có hỗ trợ kiến trúc ARM. Nhưng ngay cả những nỗ lực từ ông lớn Qualcomm với dòng vi xử lý mạnh mẽ như Snapdragon 8CX Gen 2 và Snapdragon 8CX Gen 3 cũng không tạo nên sự khác biệt khi chúng thiếu đi sự tương thích của nhiều ứng dụng. Vậy nguyên nhân vì đâu mà chỉ Apple mới thành công với ARM trên PC còn Qualcomm hay Intel thì không?

I, Trở về thời kỳ đầu của vi xử lý và Windows

Quay trở về những ngày đầu, vi xử lý là linh kiện có giá cực kỳ đắt đỏ đối với cả ngành công nghiệp máy tính. Điều này khá tất yếu vì khả năng sản xuất còn hạn chế cũng như chi phí cho các nguyên liệu sản xuất không hề rẻ. Theo đó, khiến các nhà sản xuất phần cứng cũng như các nhà phát triển phần mềm phải tính toán kỹ lưỡng nhất trước khi bắt đầu ra mắt các sản phẩm cho người dùng cuối.

Các nhà sản xuất đã tính toán khá nhiều dựa trên các tập lệnh mà cả 2 dòng vi xử lý thực hiện. Đối với x86, người ta đã dùng kiến trúc tập lệnh Complex instruction set computer, với kiến trúc tập lệnh giúp khả năng xử lý từng tác vụ được nâng cao với sự phức tạp trong từng đoạn dữ liệu. Ngoài ra, kiến trúc tập lệnh phức tạp của x86 còn giúp giảm bớt gánh nặng cho bộ nhớ RAM vì vi xử lý chỉ phải xử lý rất ít công việc nhưng mỗi công việc thường sẽ nặng hơn và đòi hỏi sức mạnh cao hơn rất nhiều.

Còn đối với kiến trúc ARM, kiến trúc tập lệnh được sử dụng sẽ là Reduced Instructions Set Computer (RISC). Đây là kiểu tập lệnh rất đơn giản với hàng loạt tác vụ xuyên suốt dành cho kiến trúc ARM. Điều này giúp cho vi xử lý phải đảm nhận công việc nhẹ nhàng hơn, tốc độ làm việc nhanh hơn nhưng bù lại là sẽ có rất nhiều công việc và ngốn tương đối bộ nhớ RAM của hệ thống.

Như đã nói ở trên, thị trường thì phải có lợi nhuận và chi phí đầu vào. Thậm chí dù cho có tối ưu đến đâu thì việc chi phí quá đắt đỏ cũng là hạn chế lớn đến với người dùng cuối. Vì thế các hãng sản xuất máy tính thời điểm đó đã lựa chọn kiến trúc đơn giản hơn phù hợp với đại đa số người dùng.

Kiến trúc x86 đã được ứng dụng từ đó với ưu điểm là tiết kiệm được khá nhiều dung lượng bộ nhớ cho tác vụ tương đương. Điều mà ARM thời điểm bấy giờ chưa thực hiện được. Và theo dòng thời gian đã có rất rất nhiều phần mềm hay hệ điều hành chỉ hỗ trợ cho kiến trúc x86 mà muốn thay đổi cũng không thể.

II, Apple M1 như “phát súng” khuấy động thị trường của Apple

Thực sự mà nói, Apple đã đúng khi tự mình độc quyền sản xuất từ phần cứng đến phần mềm và mở ra kỷ nguyên hoàn toàn mới cho các thiết bị trong tương lai của mình. Đó cũng là lý do vì sao Apple có thể chuyển đổi nhanh chóng đến vậy cho toàn bộ hệ thống của mình sang kiến trúc ARM.

Hệ điều hành macOS từ rất lâu đã được biết đến là dòng sản phẩm được tối ưu phần cứng với phần mềm rất ấn tượng. Điều này giúp cho Apple có thể tự mình phát triển sao cho phù hợp hơn với các vi xử lý mà hãng đã lựa chọn. Về các phiên bản sau này bạn sẽ thấy có điểm chung rất lớn giữa iOS, iPadOS và macOS

Chính vì được chia sẻ kinh nghiệm từ trên cả ARM và x86 nên việc chuyển đổi của Apple không có quá nhiều phức. Về bản chất phần cứng của Apple M1 cũng được phát triển từ Apple A14 Bionic nên không có nhiều thay đổi để Apple có thể tối ưu lại phần mềm của mình. Cái khó nhất cho hãng thời điểm này là phần mềm bên thứ 3.

Lựa chọn của Apple là sẽ dùng trình phiên dịch để dịch các đoạn mã trên phần mềm sang ngôn ngữ của kiến trúc ARM có thể hoạt động. Hãng đã sử dụng trình phiên dịch mã Rosetta 2 để đảm nhận các tác vụ kể trên cho đến khi các hãng phần mềm bên thứ 3 có thể kịp thời đáp ứng các phiên bản Native.

Điều đáng nói là Apple đã quá tối ưu khi sử dụng trình phiên dịch mà cũng tạo nên quá nhiều độ trễ khi sử dụng. Điều này giúp cho hãng có được tiếng nói và khẳng định về sức mạnh phần mềm của mình đến với công chúng nhiều hơn.

Ngoài ra, việc tối ưu tốt còn là cái cớ để Apple có thể khẳng định sức mạnh vi xử lý mình so với các sản phẩm chạy Intel trước đó. Từ đó, cho thấy những cải tiến của mình và thu hút được nhiều khách hàng hơn. Cùng với đó, nếu bạn để ý các phiên bản phần mềm sau này đều được phiên dịch cho ARM nên các chiếc MacBook chạy x86 sẽ trở nên kém hơn và giống như việc thúc ép người dùng chuyển sang ARM của Apple.

III, Vậy tại sao Windows không làm điều này?

Apple là thể thống nhất từ phần cứng bên trong đến phần mềm và sản phẩm thành phẩm cho người dùng cuối. Còn đối với Windows thì khác, tất cả các linh kiện và thậm chí là phần mềm được chia sẻ cho rất nhiều đối tác cùng xây dựng. Ví dụ: Vi xử lý thì có thể đến từ Intel hoặc AMD còn phần mềm thì có Microsoft.

Việc chuyển đổi ARM trên Windows không hề đơn giản và cũng tốn rất nhiều chi phí cho các nhà sản xuất. Apple có thể đã trả rất nhiều tiền để các hãng sản xuất phần mềm thực hiện chuyển đổi dịch mã cho sản phẩm của họ. Nhưng với Windows thì ai sẽ là người trả tiền để làm điều đó?

Thực ra mà nói, Windows không phải là chưa từng được sản xuất vi xử lý ARM. Snapdragon 850 trước kia dành cho PC của Qualcomm là minh chứng cho điều này. Tuy nhiên rào cản lớn về kho ứng dụng đã cản trở việc thành công của sản phẩm và từ đó ít được các hãng ứng dụng để trở nên phổ biến.

Một số nhà sản xuất lớn như Adobe cũng có các phiên bản phần mềm cho ARM trên Windows nhưng vì quá hạn chế về số lượng sản phẩm nên cũng không được phổ biến rộng rãi. Những chiếc laptop Windows chạy nền tảng ARM rất ít nên cũng không có nhiều người dùng crack các phần mềm này và phải tự chi trả nếu muốn sử dụng cũng là rào cản lớn.

Điều này thứ hai cần đề cập đến là sức mạnh của các vi xử lý. Snapdragon SQ3 là dòng vi xử lý rất đáng kể với sức mạnh cùng thời lượng sử dụng pin tốt. Nhưng vì Intel đã cải tiến vi xử lý Core i của mình trong thời gian qua quá nhiều khiến cho sức mạnh trên Snapdragon SQ3 trở nên lu mờ và không được quan tâm quá nhiều.

Nếu so sánh Intel Gen 12 với dòng vi xử lý ARM của Qualcomm thì hiệu năng chênh lệch càng rõ ràng hơn. Bạn có thể tìm hiểu về hiệu suất trên cả dòng vi xử lý thông qua chiếc máy tính bảng Surface Pro 9 vừa mới ra mắt vào cuối năm 2022 của Microsoft để thấy rõ hơn về điều này.

Đằng sau của ARM đến từ Qualcomm là chỉ thực sự hiệu quả với các dòng chip có mức TDP dưới 10W. trong khi đó, Intel đã bổ sung mức TDP cho dòng chip phổ thông của mình lên đến 28W thậm chí là 35W. Điều này đã bỏ xa rất nhiều về sức mạnh. Và đáng tiếc thay, đây là Qualcomm không phải Apple nên hiệu suất cũng không được tối ưu quá nhiều.

Dù sao đi chăng nữa, ARM có thể sẽ là tương lai cho các lợi ích đến từ thời lượng pin của sản phẩm và nhiệt độ trong quá trình sử dụng nhưng Windows quá rộng lớn. Không phải dễ dàng có thể thay đổi nhanh chóng đến vậy, việc ra mắt sản phẩm không nhiều đột phá về hiệu năng cũng không được người dùng quan tâm quá nhiều.

IV, Kết luận

ARM vẫn là thị trường màu mỡ cho dòng laptop tiết kiệm điện như Ultrabook có thể kéo dài thời lượng pin hơn nhưng lại đảm bảo được hiệu năng và nhiệt độ của sản phẩm. Tuy nhiên, để thành công thì Qualcomm, Intel hay Microsoft phải cùng ngồi lại để tối ưu và đưa các ứng dụng thực sự native cho hệ điều hành và có sự bức phá lớn về hiệu năng mới có được chỗ đứng mới.