Vì sao Apple tự chế chip ARM cho MacBook?

Không phải chỉ gần đây người ta mới nói nhiều về việc Apple đang tự phát triển chip ARM cho dòng MacBook. Liệu đó có phải một quyết định sáng suốt của Apple? Mối "lương duyên" Apple-Intel có bị tan vỡ do kẻ thử ba là ARM hay không?

"Tôi không biết chính xác khi nào, nhưng dù sớm hay muộn, máy Mac sẽ sử dụng chip ARM do Apple thiết kế", đó là lời "phán" của nhà báo công nghệ Matt Richman trong một bài đăng blog vào năm 2011 có tiêu đề ‘Apple and ARM, Sitting in a Tree'. Richman cho rằng sau một cuộc chuyển đổi phức tạp nhưng rất thành công từ chip PowerPC sang Intel vào năm 2005, Apple sẽ tiếp tục thực hiện một cuộc chuyển đổi tương tự. Lần này là ARM – những hậu duệ của chip A4 được thiết kế bởi Apple và sản xuất bởi Samsung.

Dù sớm hay muộn, MacBook cũng sẽ sử dụng chip ARM?

Giá cả là lý do đầu tiên cho việc chuyển đổi này. Chi phí một con chip i7 trong mẫu MacBook 15 inch cao cấp nhất của Apple có giá khoảng 378 USD. Dù không có thông tin chính thức nhưng những con chip tương tự trên các mẫu thấp hơn có lẽ nó dao động trong khoảng 300 USD. Khi Apple sử dụng SoC ARM cho Mac, chi phí của họ sẽ được giảm đi đáng kể (vi xử lý A7 chỉ có giá tầm 19 USD).

Chúng ta đều biết vì sao Intel lại có thể đưa ra mức giá cao như vậy. Hai bộ vi xử lý có chi phí sản xuất ngang nhau, cùng mức tiêu hao năng lượng, cùng khả năng tính toán nhưng một chạy hệ điều hành Windows, một chạy Mac OS, con chip nào sẽ đạt giá trị thị trường cao hơn? Vì vậy, Intel có thể nói với các nhà sản xuất: mẫu chip x86 mới nào mà họ có thể nhận được, khi nào họ nhận được và quan trọng nhất chúng giá bao nhiêu! Lợi nhuận của Intel phụ thuộc vào điều này. Và họ đã làm rất tốt để ‘thao túng' thị trường.

Mặt khác, vi xử lý dựa trên nền tảng ARM, vốn đã đơn giản hơn và do đó chi phí sản xuất cũng ít hơn. Giá chip ARM được tác động, thậm chí cạnh tranh khốc liệt trong phân khúc di động, nơi mà sự độc quyền Wintel (chip Intel và dùng Windows) không thể chạm tới. Hiện tại, một chiếc MacBook Air 11 inch có giá 899 USD, trong khi đó một chiếc iPad Air 128GB có giá 799 USD. Theo đó, mảng Mac ‘chỉ' đem lại 20 tỷ USD mỗi năm cho Appe, trong khi iPhone và iPad đem lại doanh thu gấp 5 lần con số đó!

Tham vọng của Apple là biến MacBook thành những 'cỗ máy in tiền' như iPhone và iPad

Chi phí là vấn đề đáng xem xét, nhưng tiêu hao năng lượng mới là ưu tiên hàng đầu của các nhà sản xuất chip hiện nay. Kiến trúc x86 đang bị lão hóa và bao vây bởi sự ‘bồi đắp' từ một loạt các tập lệnh bổ sung. Trong một kỷ nguyên yêu cầu sự mở rộng trong các định dạng truyền thông đa phương tiện, một cấu trúc đã lỗi thời buộc phải duy trì khả năng tương thích ngược chỉ vì lợi ích của Microsoft. (Tên gọi x86 được dùng để chỉ các chip Wintel bắt nguồn từ bộ vi xử lý 8086 được giới thiệu vào năm 1978 – sau đó, tự nó trở thành một phần mở rộng tương thích ngược của 8088).

Bởi vì sự tương thích ngược này, một chip x86 cần nhiều bóng bán dẫn hơn chip dựa trên kiến trúc ARM và do đó nó tiêu thụ năng lượng và tỏa nhiệt nhiều hơn.

Một lý do khác, Apple đang xem xét giảm sự phụ thuộc vào các hãng bên thứ ba để kiểm soát càng nhiều công nghệ cơ bản trong sản phẩm của mình càng tốt. Như một ví dụ gần đây, Apple đã tạo ra ngôn ngữ lập trình Swift riêng của hãng và cơ sở hạ tầng biên dịch Clang/LLVM. Tương tự, Apple cũng không mấy thích thú khi phải phụ thuộc vào Intel. Việc ra mắt chậm trễ của Broadwell đã khiến Apple lùi kế hoạch phát hành thế hệ iMac và MacBook tiếp theo.

Tuy nhiên, việc chuyển đổi từ Intel sang ARM không phải là một quá trình đơn giản. Trong quá trình đó, Apple sẽ vấp phải nhiều vấn đề.

Tương thích phần mềm là vấn đề đầu tiên mà Apple cần giải quyết. Vào năm 2006, khi chuyển sang sử dụng chip Intel, Apple đã có thể tự tin tuyên bố về việc hoàn toàn tương thích với Windows. Gần như ngay lập tức, giá cổ phiếu của Apple đã tăng, một phần nhờ vào sức mạnh từ x86, một phần nhờ vào sự tương thích phần mềm tốt hơn.

Biểu đồ so sánh tỉ lệ bán Windows PC và máy Mac

Biểu đồ trên cho thấy tỉ lệ bán Windows PC và máy Mac trong giai đoạn 1984 đến 2012. Đỉnh của biểu đồ tại năm 2004, hạ dần khi G5 được công bố và tụt nhanh sau khi Apple chuyển sang dùng chip Intel. Dữ liệu đã chỉ ra rằng một khi hệ thống Macintosh có thể chạy Windows thì nhiều người sẽ chấp nhận nền tảng này.

Một bài học nhãn tiền đến ngay từ đối thủ truyền kiếp của Apple là Microsoft khi hãng cố gắng tung ra Windows RT. Tính không tương thích, sự phân mảnh đã làm giảm đi đáng kể sức thu hút của hệ điều hành này.

Khả năng cạnh tranh phần cứng là rào cản thứ hai được nhắc đến. Vào năm 2006, thế hệ Mac Pro dùng chip Intel đầu tiên có sức mạnh vượt trội chiếc G4 PowerBook trước đó. Theo những dữ liệu benchmark, Mac Pro dùng chip Intel mạnh hơn G4 PowerBook 63% trong bài kiểm tra đơn nhân và 30% trong khả năng mã hóa Quicktime.

Còn hiện tại, sức mạnh là ưu điểm không thể chối cãi của x86 so với ARM. Dù khoảng cách hiệu năng có được thu hẹp và tiềm năng của chip A7 rất lớn, nhưng còn rất lâu, rất lâu nữa sức mạnh của nó mới sánh được với chip Intel Core i.

Biểu đồ năng lượng tiêu thụ - hiệu năng của chip ARM và Intel

Ngoài ra, sự thất bại của x86 trong phân khúc di động, phần nào nói lên sự "phân công lao động" rõ ràng giữa các thiết bị. Điện thoại hay máy tính bảng cần sự tối ưu trong công nghệ năng lượng, giúp gia tăng thời lượng sử dụng mà vẫn giữ được thiết kế mỏng nhẹ tiện cho việc di chuyển. Trong khi đó, với laptop hay máy tính để bàn, sức mạnh mới là yếu tố hàng đầu để có thể xử lý tốt những ứng dụng như Photoshop hay Autodesk.

Rõ ràng, chuyển đổi từ Intel từ ARM chứa đựng nhiều rủi ro cũng như tiềm năng lớn. Nếu thành công, nó sẽ mở ra một kỷ nguyên mới, có thể làm ảnh hưởng đến toàn ngành công nghiệp sản xuất máy tính. Nhưng nếu thất bại, hệ điều hành Mac sẽ một lần nữa tụt lại sau Windows, thậm chí phá hỏng những thành công trước đó. Có thể chìa khóa cho sự thành công nằm ở thời điểm chuyển giao công nghệ.

Hoàng Anh

Theo Mondaynote, Extremetech, Tuaw