Apple có phép thần thông gì làm cho "lính mới" chip M1 chạy nhanh như vậy?

Sự xuất hiện của chip M1 trên các máy tính Mac đã làm thay đổi cục diện của ngành sản xuất vi xử lý trên toàn thế giới. Trong hơn một thập kỷ, Apple đã sử dụng sản phẩm từ Intel, cho đến khi M1 được trình làng, Apple đã có một con chip đủ mạnh để chạy các máy Mac.;

VnReview.vn lược dịch bài viết của tác giả Christopher Schodt, trang Engadget.

M1 được Apple sản xuất trên tiến trình 5nm, tương tự chip A14 Bionic có trong iPhone 12 mới nhất. Có thể nói, M1 là một trong những vi xử lý nhanh nhất mà chúng tôi từng thấy, nó mang lại hiệu suất cao nhưng có mức tiêu điện năng cực kỳ thấp, chỉ bằng 1/4 điện năng tiêu thụ của CPU thông thường. Các bài đánh giá thực tế cũng cho thấy chip M1 có hiệu năng cực kỳ ấn tượng đến mức nhiều người nghĩ rằng nó có chứa một "ma thuật bí ẩn" nào đó. Chúng tôi đã tiến hành phân tích để tìm hiểu xem liệu do đâu mà M1 có một hiệu suất hoạt động mạnh mẽ như vậy. 

Đầu tiên phải kể đến đó là M1 dựa trên RISC - một phương pháp thiết kế các bộ xử lý theo hướng đơn giản hóa tập lệnh và kiến trúc RISC sử dụng cho M1 là ARM. Điều này có nghĩa là M1 có nhiều điểm chung với các chip thường thấy trên smartphone và tablet hơn là các chip thường được sử dụng trên máy tính để bàn hay laptop. Đây là một điểm khác thường của M1 so với các vi xử lý máy tính khác, nhưng vẫn chưa phải điểm đặc biệt nhất.

Bởi vì không chỉ có máy Mac M1, Surface Pro X cũng sử dụng chip ARM tùy chỉnh do Qualcomm cùng sản xuất với tên gọi là SQ2. Thoạt nhìn bề ngoài, hai vi xử lý này khá tương đồng. Cả SQ2 và M1 đều sử dụng thiết kế lõi 8 lõi với sự kết hợp của các lõi hiệu suất cao và thấp, RAM 16GB và được thiết kế như một hệ thống trên một vi mạch (SoC) - vi mạch (IC) được tích hợp các thành phần của một máy tính hoặc các hệ thống điện tử khác.

Tuy nhiên đó chỉ là tương đồng về mặt thiết kế, trong khi ở khâu hiệu năng, M1 có màn thể hiện vượt xa SQ2. Không chỉ vậy, Apple còn "ăn đứt" Microsoft trong việc tối ưu hóa ứng dụng cho con chip mới, cụ thể là ở phần mềm mô phỏng Rosetta 2. Đây là trình giả lập được tính hợp sẵn trên macOS Big Sur, đem đến khả năng chạy các ứng dụng Intel cũ trên nền tảng ARM mới của Mac. Mặc dù Microsoft cũng hỗ trợ trình giả lập trên Windows cho SQ2 nhưng theo kinh nghiệm của chúng tôi, ứng dụng này vẫn tồn tại nhiều lỗi, chạy chậm và bị hạn chế ở các ứng dụng 32 bit. 

Thực tế, luôn có những lý do phần cứng muôn thuở khiến phần mềm của Intel hoặc AMD trên chip ARM bị giảm hiệu suất. Có lẽ đây là một trong nhiều nguyên nhân giúp chip M1 của Apple vươn lên dẫn đầu. Trong lần thử nghiệm này, chúng tôi chỉ thực hiện so sánh sơ bộ hiệu năng của máy Mac M1, Surface Pro X và Macbook Pro dùng chip Intel để tìm hiểu xem vì sao Apple lại đạt được hiệu suất giả lập tốt như vậy. Ở lần thử nghiệm tới, chúng tôi sẽ đi sâu vào kiến trúc của M1 để tìm hiểu tại sao nó được biệt danh là chipset máy tính có hiệu năng "tốt nhất thế giới".

Chí Tôn