Mặc dù bộ xử lý thế hệ 12 mới nhất của Intel và dòng Ryzen của AMD vẫn cung cấp hiệu suất xuất sắc, nhưng silicon M1 của Apple, sử dụng kiến trúc ARM, đơn giản là hiệu quả hơn nhiều so với chip x86. Điều này cho phép các thiết bị MacBook mới có tuổi thọ pin dài hơn và sản xuất nhiệt ít hơn so với đối thủ PC.
Năm 2021, Qualcomm nhắm mục tiêu vào Intel và AMD với việc mua lại Nuvia. Khởi nghiệp nhỏ này tập trung vào thiết kế chip ARM cho tải công việc máy tính. Vậy, đây có phải là bình minh của chip ARM hiệu năng cao cho Windows? Điều này sẽ có ý nghĩa gì đối với chúng ta và tương lai của điện toán?
Windows RT thất bại
Thiết bị Windows đầu tiên chạy trên ARM ra mắt năm 2012 dưới tên Windows RT. Mặc dù được thiết kế để chạy trên thiết bị nhẹ và di động hơn như máy tính bảng, nhưng phản ứng đối với bản phát hành mới này chỉ ấm áp ở mức độ tốt nhất.
Một trong những lý do cho việc này là Windows RT chạy trên phần cứng thường kém khả năng hơn và chỉ có thể chạy ứng dụng từ Microsoft Store, khác với Windows 8 tiêu chuẩn, có thể chạy bất kỳ ứng dụng x86 nào. Đến năm 2015, Microsoft ngừng cập nhật hệ điều hành này và thay vào đó tập trung vào Windows 10, chạy được trên cả bộ xử lý ARM và x86.
Qualcomm và Windows 10
Mặc dù Windows RT không hoạt động như Microsoft hy vọng, họ vẫn nhắm đến tương lai của bộ xử lý ARM. Vì vậy, năm 2016, họ ký kết thỏa thuận độc quyền với Qualcomm tích hợp bộ xử lý của hãng này với Windows.
Mặc dù đó là tin tốt cho sự tương thích của hệ điều hành và chip ARM của Qualcomm, nhưng điều đó có nghĩa là các nhà sản xuất khác như MediaTek không thể tham gia. Điều này cũng có thể là lý do tại sao Windows 11 không thể chạy silicon Apple M1, mặc dù nó tương thích với ARM.
Tuy nhiên, theo XDA, thỏa thuận giữa Qualcomm và Microsoft có ngày hết hạn. Mặc dù nguồn tin không đưa ra ngày chính xác cho việc kết thúc thỏa thuận, nhưng dự kiến nó sẽ hết hạn sớm. Khi đó xảy ra, các nhà sản xuất chip khác giờ đây có thể làm việc với Microsoft để đảm bảo tương thích với hệ thống của họ.
Apple vượt qua Microsoft trong cuộc đua ARM
Trong khi Microsoft tiếp tục làm việc với cả chip x86 và ARM cho hệ điều hành của họ, Apple quyết định all-in và ra mắt Mac và iPad chạy M1 vào tháng 11 năm 2020. Bộ xử lý ARM này cung cấp sức mạnh cho MacBook Air, MacBook Pro, Mac Mini, iMac và iPad Pro.
Sức mạnh của bộ xử lý ARM cho phép các thiết bị này có hiệu suất ngang ngửa hoặc tốt hơn so với chip Intel i7 thế hệ 11. Nhưng điều khiến chip M1 đặc biệt là hiệu quả của chúng.
Theo các bài kiểm tra, laptop ARM M1 có thể hoạt động hơn 16 giờ với một lần sạc đầy. Các đối thủ chạy x86 gần nhất chỉ quản lý được khoảng 12 giờ. Hơn nữa, thiết kế của chip hiệu quả đến mức MacBook M1 Air cấp nhập không thậm chí có quạt trong khung máy.
Samsung hợp tác với AMD
Năm 2019, Samsung ký kết hợp tác với AMD để tích hợp công nghệ GPU của hãng sau với bộ xử lý của hãng trước. Tiến nhanh tới năm 2021, và có một số dấu hiệu cho thấy hợp tác này đã kết trái với Exynos 2200.
Theo một người rò rỉ công nghệ nổi tiếng, chip mới này, dự kiến sẽ chạy Samsung Galaxy S22, có sự tăng trưởng 20% về hiệu suất duy trì, với đỉnh điểm đạt 34%, so với thế hệ trước Exynos 2100. Nó cũng có lợi thế so với Snapdragon 888 trong benchmark 3DMark.
SamMobile tập trung vào Samsung cho rằng chip này yêu cầu giải pháp tản nhiệt không thể thực hiện được trong kích thước chật hẹp của smartphone, nghĩa là hiệu suất của nó bị giới hạn bởi nhiệt. Nếu điều này đúng, thì việc Samsung cung cấp Exynos 2200 cho các ứng dụng khác, như laptop và máy tính để bàn, nơi nhà sản xuất có thể lắp đặt giải pháp tản nhiệt mạnh mẽ hơn, là điều hợp lý.
Kế hoạch của MediaTek
Ngoài Qualcomm, MediaTek là một trong những nhà sản xuất chip smartphone lớn nhất. Trong Hội nghị thượng đỉnh điều hành tháng 11 năm 2021, công ty tuyên bố họ dự định sản xuất chip dựa trên ARM cho Windows.
Theo Eric Fisher, Phó chủ tịch MediaTek phụ trách Bán hàng doanh nghiệp và Phát triển kinh doanh: "Apple đã chứng minh cho thế giới thấy rằng điều này có thể làm được. Sự hợp tác Wintel kéo dài lâu như vậy phải chịu một áp lực nào đó, và khi có áp lực, sẽ có cơ hội cho các công ty như chúng tôi."
Mặc dù chúng ta không mong đợi MediaTek sẽ ra mắt chip nào trong thời gian gần, nhưng họ đã đang sản xuất bộ xử lý MediaTek Kompanio cho Chromebook và modem 5G cho máy tính Intel. Điều này cho thấy công ty đã trên con đường đúng để xây dựng chip ARM cho thiết bị Windows.
Qualcomm mua Nuvia
Trong quý 1 năm 2021, Qualcomm hoàn tất việc mua lại Nuvia, một công ty khởi nghiệp tập trung vào thiết kế chip hiệu năng cao. Mặc dù công ty đã cung cấp chip Snapdragon 8cx Gen 3 cao cấp và Snapdragon 7c+ Gen 3 cấp nhập cho ứng dụng PC, họ vẫn còn đường dài để giành thị phần trong không gian laptop và desktop Windows.
Và khi cạnh tranh gay gắt cho máy tính chạy ARM, với Apple đã dẫn đầu cuộc đua, Qualcomm cần cải thiện hiệu suất chip của họ thêm. Theo kết quả Geekbench 5, Snapdragon 8cx Gen 3 mới nhất kém xa Apple M1 về sức mạnh xử lý, ngay cả khi nó chạy Windows trong môi trường máy ảo, làm giảm hiệu suất đáng kể.
Bằng cách đưa Nuvia vào đội ngũ, Qualcomm có thể tận dụng chuyên môn của họ để phát triển chip ARM hiệu năng cao cho Windows cạnh tranh với sản phẩm x86 của Intel và AMD cũng như silicon M1 của Apple.
Windows 11 và Android
Ngoài hiệu suất phần cứng kém, một trong những rào cản lớn nhất cho sự thành công của Windows RT là thiếu lựa chọn ứng dụng. Người dùng Windows quen với sự sẵn có rộng rãi của phần mềm. Nhưng như Apple đã chứng minh với Rosetta 2, bạn có thể mô phỏng thành công môi trường x86-64 để chạy ứng dụng cũ với phạt hiệu suất tối thiểu.
Và giống như Windows 10, Windows 11 cũng chạy nguyên bản trên bộ xử lý ARM. Điều này giảm bớt sự nhầm lẫn của người tiêu dùng với Windows RT và Windows 8, cho phép Microsoft chứng minh rằng thiết bị Windows chạy ARM không khác gì máy tính Windows với chip x86 truyền thống.
Để thúc đẩy tích hợp giữa ARM và Windows, Windows 11 hỗ trợ mô phỏng x86-64 ngay từ đầu—không cần ứng dụng của bên thứ ba.
Với Microsoft nỗ lực làm cho ứng dụng Android có sẵn trên Windows 11 qua Amazon Appstore và Google làm cho game Android có sẵn cho Windows, điều này cuối cùng có thể dẫn đến sự có sẵn của lượng ứng dụng khổng lồ trên Google Play Store cho Windows.
x86 có đang trên đường ra đi?
Với Apple đẩy ranh giới bộ xử lý ARM cho máy tính, Windows bị ép buộc phải cung cấp trải nghiệm tương tự trên thiết bị của họ. Mặc dù chip x86 mới nhất từ Intel và AMD cung cấp hiệu suất có thể cạnh tranh và thậm chí vượt trội so với silicon M1 của Apple, nhưng cái trước không thể đạt được hiệu quả của cái sau.
Mặc dù chúng ta vẫn mong đợi thấy chip x86 trong tương lai gần, bộ xử lý ARM đang từ từ nhưng chắc chắn giành được sự chú ý. AWS, nhà cung cấp dịch vụ đám mây lớn nhất toàn cầu, và Fugaku, siêu máy tính nhanh nhất thế giới tại thời điểm viết bài, sử dụng chip ARM để vận hành.
Chỉ có thời gian mới cho biết liệu ARM có sẽ hoàn toàn thay thế bộ xử lý x86 trong tương lai hay không. Nhưng trong lúc chờ đợi, chúng ta có thể tận hưởng sự đổi mới và cạnh tranh giữa hai hệ thống này, cho phép chúng ta, người tiêu dùng, có nhiều lựa chọn hơn khi chọn mua máy tính.