Intel là một tập đoàn đa quốc gia đã thống trị thị trường thiết kế và sản xuất chip trong nhiều thập kỷ. Là người dẫn đầu ngành, công ty đã đảm bảo các thỏa thuận và đối tác cao cấp với các tập đoàn lớn tham gia vào sản xuất và lắp ráp hệ thống máy tính. Nhưng tại sao Intel lại trở thành người chơi chủ đạo trong kinh doanh thiết kế chipset và những công ty trong cùng ngành như thế nào? Tại sao Intel thiếu cạnh tranh và điều gì đã giữ cho đối thủ nổi bật ARM Holdings trong bóng tối dù có quy mô thị trường lớn? Hãy xem điều gì đã mang lại vị thế quyền lực hiện tại của Intel và tại sao các tuyên bố mới nhất về các dự án tương lai sẽ đánh dấu một thành công khác cho công ty.
Bước Đầu Tiên Về Sự Tiến Hóa: Intel Ra Mắt 4004
Nếu chúng ta muốn đi sâu vào cách bộ xử lý như chúng ta biết mà ra đời, chúng ta phải quay ngược thời gian đến việc phát hiện ra Silicon. Bộ xử lý ban đầu tiến hóa thành một chip qua một quá trình thời gian từ các công tắc và cổng, như được đề xuất bởi Nikola Tesla và transistor được phát minh tại Bell Labs vào những năm 1940. Mặc dù sự tiến hóa có thể truy溯 đến rất xa, nhưng đối với thế hệ hiện đại, bộ xử lý luôn được định nghĩa bởi tên Intel.
Sau khi thành lập vào năm 1968, Intel chuyên phát triển bộ xử lý theo đơn đặt hàng cho các tập đoàn lớn, và một đơn đặt hàng như vậy đến từ Busicom Corp. của Nhật Bản, những người đã yêu cầu Intel xây dựng cho họ một lô vi xử lý tùy chỉnh, được tích hợp hoàn toàn vào một chip nhỏ đơn lẻ. Intel đã làm được điều đó với sự giúp đỡ của nhà vật lý Federico Faggin. Khi Intel 4004 mới hoạt động đầy đủ chức năng trong môi trường thử nghiệm, Intel cuối cùng đã tung ra nó như một mảnh công nghệ có sẵn thương mại. Điều này không chỉ đánh dấu sự涉足 của Intel vào sản xuất chip cho máy tính cá nhân, mà còn khởi động một chuỗi nghiên cứu và thí nghiệm để thay đổi và cuối cùng thống trị trải nghiệm điện toán cá nhân của người dùng.
Kiến Trúc x86: Sự Thống Trị Của Intel Trên Sản Xuất Và Thiết Kế Chip
Intel 4004 được theo sau bởi những người kế thừa của riêng nó cho đến năm 1981. Nhưng trước đó, Intel đã đăng ký một thành công mới trong kiến trúc thiết kế chip, mà vào lúc đó không ai nghĩ sẽ trở thành cơ sở cho tương lai của công nghệ thiết kế và sản xuất chip không chỉ cho Intel mà còn cho các đối thủ tiềm năng khác trong ngành này.
Mỗi CPU được thiết kế theo một ISA cụ thể, viết tắt của Instruction Set Architecture (Kiến Trúc Bộ Chỉ Thị), về cơ bản nó nói cho CPU biết phải làm gì. Các chỉ thị này, được viết bằng ngôn ngữ assembly, chạy các mã toán học của CPU, do đó kiểm soát khả năng hiểu lệnh, xử lý và thực thi cuối cùng của CPU. Kiến trúc x86 là một tập chỉ thị tương tự, lần đầu tiên tìm thấy đường vào tất cả điều này thông qua bộ xử lý 8086 của Intel vào năm 1978. Kiến trúc x86 về mặt kỹ thuật được gọi là CISC architecture (Complex Instruction Set Computing - Máy Tính Bộ Chỉ Thị Phức Tạp). Nói đơn giản, CISC được thiết kế để thực hiện các lệnh phức tạp trên máy tính bằng cách làm cho bộ xử lý đủ khả năng để hiểu nhiều chỉ thị hoạt động như một khe dữ liệu đơn lẻ. Điều này cho phép hệ thống máy tính chạy các ứng dụng và phần mềm yêu cầu nhiều bộ nhớ hơn để chạy.
Thành Công Của Kiến Trúc x86: Intel Đánh Bại Motorola Để Trở Thành Tiêu Chuẩn Ngành
Tên "x86" được lấy từ dòng bộ xử lý ban đầu Intel phát hành với hậu tố "86" như 8086, 80186 và 80286. Intel lúc đó cạnh tranh trên thị trường bằng dòng bộ xử lý 68000 của Motorola , được chọn cho Apple Macintosh. Tuy nhiên, khả năng tương thích ngược của x86 cho các thiết bị cũ và mới đã giúp Intel dễ dàng ở lại thị trường. Hơn nữa, sự thất bại của Macintosh dẫn đến sự vô năng của Motorola trong việc cung cấp bộ xử lý của họ với số lượng lớn cho người dẫn đầu ngành lúc bấy giờ IBM, người sau đó quyết định tiến hành kinh doanh với Intel. Và đó là nơi x86 trở thành tiêu chuẩn ngành, đẩy các đối thủ khác phải xây dựng kiến trúc chip và bộ chỉ thị sao chép của họ trên cùng một cơ sở.
AMD: Đối Thủ Cạnh Tranh Đầu Tiên
AMD, viết tắt của Advanced Micro Devices Inc. được thành lập vào cùng thời điểm với Intel. AMD, giống như Intel, được thành lập chung bởi cựu nhân viên của cùng một công ty tên là Fairchild Semiconductors. AMD bắt đầu như một nhà cung cấp thứ hai cho chính Fairchild và sau đó cũng tham gia một liên doanh với tập đoàn Đức Siemens. Nhưng AMD đạt được đột phá khi Intel cung cấp cho AMD cơ sở dữ liệu kiến trúc x86 của mình. Khi IBM tiến tới với Intel, nó đặt một điều kiện trong hợp đồng rằng Intel sẽ phải cung cấp cho IBM một nhà sản xuất nguồn thứ hai cho bộ xử lý dựa trên x86 của mình, và AMD trúng thầu. Điều này dẫn đến một mối quan hệ đối tác mười năm giữa AMD và Intel. Trong giai đoạn này, AMD vẫn là nhà cung cấp nguồn thứ hai cho bộ xử lý x86 sau Intel, và trong năm năm tiếp theo, ra mắt bộ xử lý riêng của mình được sao chép từ kiến trúc x86, từ而 thiết lập tiềm năng cạnh tranh trong tương lai cho ngành sản xuất chip.
Trong tình huống hiện tại, AMD là đối thủ cạnh tranh duy nhất của Intel trong ngành thiết kế chip. Tuy nhiên, Intel có quy trình chế tạo nội bộ, cho phép nó đảm bảo chất lượng vật liệu tốt hơn trong bộ xử lý của mình. Mặt khác, AMD vẫn thuê ngoài chế tạo và đang đối mặt với vấn đề nhiệt. Tuy nhiên, kiến trúc chip Ryzen mới của AMD đã được chứng minh thành công và đã vượt trội hơn Intel trên thị trường ở một số mức độ. Nhưng, Intel vẫn thống trị phân khúc PC và máy chủ của ngành chip.
ARM Holdings: Một Khám Phá Mới
ARM Holdings trước đây gọi là Acorn Computers, nơi một vài kỹ sư từ Cambridge đã khám phá ra một chip bộ xử lý tiết kiệm năng lượng. Khác biệt là chip này được thiết kế trên một kiến trúc hoàn toàn khác được gọi là RISC (Reduced Instruction Set Computing - Máy Tính Bộ Chỉ Thị Giản Đơn Hóa). Khác với CISC, kiến trúc này có khả năng xử lý tất cả tính toán cho CPU trong các gói dữ liệu đơn lẻ, cho phép máy tính nhận các vấn đề cơ bản trong bộ nhớ. Nhưng có một vấn đề. Mặc dù các chip dựa trên RISC có thể nhận tất cả các loại lệnh CPU trong bộ nhớ riêng biệt, nhưng kiến trúc như vậy sẽ không thể thực hiện các tác vụ hệ thống máy tính quy mô lớn và không thể chạy phần mềm yêu cầu nhiều bộ nhớ. Điều này là vì bộ nhớ sẽ bị tiêu thụ bởi dữ liệu chỉ thị theo số lượng lớn tương đối. Ngay cả khi một chip được thiết kế có khả năng chạy máy chủ hoặc hệ thống bộ nhớ lớn hơn, nó sẽ không hiệu quả về chi phí và thậm chí sẽ gặp phải lag nghiêm trọng và vấn đề nhiệt và hư hỏng.
Nhưng, có một lợi thế. Các chip RISC mới có thể chạy với ít năng lượng hơn và thậm chí có khả năng sử dụng năng lượng của các thành phần dư thừa gần đó. Điều này khiến những chip này trở thành cơ hội thành công tốt nhất cho thiết bị di động, và điều này dẫn đến một thỏa thuận giữa Acorn và Apple cho thiết bị Newton của Apple. Newton thất bại, nhưng tin tức lan truyền rằng có một bộ xử lý có thể chạy trên thiết bị di động. Tên ARM được thiết lập vào năm 1998 qua IPO của công ty, và từ đó ARM đã mua hơn hai mươi tập đoàn tham gia vào bất kỳ loại nào của nghiệp vụ nghiên cứu và phát triển bán dẫn. Công ty đã đầu tư mạnh vào nghiên cứu từ đó và đã trở thành nguồn cung cấp kiến trúc của nhiều loại bộ xử lý chạy các smartphone hiện đại của các thương hiệu như Samsung và Apple. Vì vậy, nếu bất kỳ lúc nào bạn nghe Qualcomm hay Cortex, hãy biết rằng ARM đang tham gia ở hậu trường.
Vậy, Tại Sao Không Ai Bao Giờ Nghe Nói Đến ARM?
ARM là một trong những tập đoàn Anh thành công nhất. Nhưng lý do không ai thực sự biết về công ty là nó không bao giờ thiết kế hoặc sản xuất chip dưới tên của riêng mình. ARM là một tổ chức dành riêng cho nghiên cứu đã tiến hóa, nâng cấp và cải thiện kiến trúc chipset của mình. Đổi lại cho nghiên cứu và kiến trúc này, ARM thu phí giấy phép từ các nhà thiết kế và sản xuất cho việc sử dụng tài sản trí tuệ của mình, và cũng thu tiền bản quyền cho mỗi chipset được bán trong smartphone của họ. Các chipset tiết kiệm năng lượng đã được chứng minh thành công cho smartphone và đã được chứng minh hiệu quả trong việc chạy các thiết bị di động cao cấp, chạy các ứng dụng quy mô nhỏ.
Nhưng, ARM hiện đối mặt với một vấn đề cạnh tranh lớn trong tương lai. Nhiều công ty hiện đã bắt đầu tự làm CPU và GPU của riêng họ. Qualcomm là một ví dụ như vậy. Những người khác cũng đang cố gắng làm điều đó. Samsung cũng đã cố gắng tạo ra một thiết kế chip hiệu quả; tuy nhiên, ngoài Qualcomm, không công ty nào khác đã cho thấy thành công đáng kể. Trong khi đó, ARM đã là nhà cấp phép cho các nhà sản xuất smartphone khác như Huawei, LG, Apple và Samsung và nó tiếp tục cung cấp cho họ các thiết kế kiến trúc.
Trung tâm những phát triển gần đây trong thỏa thuận Qualcomm và Apple và lệnh cấm Huawei mới nhất, các nhà sản xuất smartphone đang nhắm tới tự cung tự cấp. Sẽ mô hình kinh doanh của ARM có phát triển trong tương lai chỉ bằng cách phụ thuộc vào tiền bản quyền trên giấy phép kiến trúc?
ARM Có Bao Giờ Lấy Được Chỗ Của Intel?
Intel đã đối mặt với một số lên xuống trong kinh doanh thiết kế chip, nhưng gần như không thể lật đổ Intel bởi đối thủ Anh của nó. Mặc dù ARM nắm giữ phần lớn thị trường smartphone, Intel và kiến trúc x86 của nó sở hữu máy tính để bàn, máy chủ và thiết bị truyền thông quy mô lớn. Như đã nêu trước đó, kiến trúc RISC của ARM không thể clone một máy chủ loại CISC hiệu quả. RISC luôn được dành cho chip thiết bị di động và ARM chưa có tiến triển đáng kể trong phân khúc laptop và máy chủ của ngành chip cho đến nay. Hơn nữa, Intel có mối quan hệ lâu dài với IBM giúp Intel ở vị thế có lợi so với ARM. Hơn nữa, Intel cũng có lợi thế của tên thương hiệu, điều quan trọng trong kinh doanh dựa trên marketing.
Chương trình đối tác của Intel với các công ty khác cũng đang leo thang. Sự kiện keynote mới nhất của Intel trình diễn sự đối tác với các công ty như HP, DELL và Acer để làm laptop hiệu quả cho người tạo nội dung, cũng như đối tác với Alienware để làm laptop tương thích chơi game. Hơn nữa, Intel gần đây đã công bố bộ xử lý Ice Lake mới cùng với kế hoạch ra mắt laptop Athena tầm nhìn xa. Mặt khác, ARM chưa từng nổi bật hoặc công bố bất kỳ phát triển hoặc đa dạng hóa quy mô lớn nào liên quan đến phần thiết kế chip của mình. B देख此事实, bộ xử lý Core 10 mới của Intel sẽ là một cái đấm khác vào ngành chip, đặc biệt là phân khúc tập trung vào cấp nguồn cho máy tính để bàn và máy chủ. Với việc mua lại ARM bởi Softbank gần đây, không rõ việc kinh doanh thiết kế chipset của ARM sẽ dẫn đến đâu nữa.
Không thể nói rằng ARM đã biến mất hoặc Intel có tỷ lệ thành công 100%. Mặc dù ARM vẫn là người dẫn đầu trong thiết kế chip dựa trên smartphone, Intel đang đấu tranh cho lợi nhuận bền vững. Điều này có nghĩa là cả hai công ty đều ở trạng thái hỗn hợp về doanh thu và thị phần. Nhưng khi nói về con số, các đối tác đa quốc gia của Intel và đầu tư vào các dự án mới chiếm doanh thu tương đối cao hơn. Intel có thể không độc quyền thị trường, nhưng sự tập trung vào thiết kế chipset chất lượng luôn mang lại người tiêu dùng và tên thương hiệu bền vững có khả năng bảo toàn điều đó trong tương lai. Ngược lại, sự phụ thuộc liên tục của ARM vào tiền bản quyền giấy phép cần phải thay đổi để duy trì tương lai có lợi nhuận giữa sự cạnh tranh không thể tránh khỏi.