Những con chip ARM của Apple dành cho thiết bị iOS

Đã có những tin đồn cho thấy Apple quan tâm đến việc sử dụng ARM cho những cỗ máy Mac của mình trong nhiều năm nay. Dù vậy, thông tin về một chiếc máy Mac sử dụng ARM đã xuất hiện vào hồi năm ngoái sau những tin đồn rằng Apple đang phát triển các con chip riêng biệt được thiết kế cho Mac.

Ở hiện tại, Apple đang phải dựa dẫm vào những bộ vi xử lý đến từ Intel cho toàn bộ dòng Mac của mình, nhưng điều này có thể thay đổi trong tương lai khi Apple chuyển sang sử dụng các con chip dựa trên nền tảng ARM, tương tự như dòng chip A-series có trong những chiếc iPad và iPhone.

ARM và Intel

Hiện tại, Apple đang sử dụng các con chip x86 đến từ Intel cho mọi sản phẩm Mac của mình, trong khi đó, bên trong những chiếc iPhone và iPad lại là các con chip dựa trên ARM. Về cơ bản, các con chip x86 và ARM được xây dựng dựa trên những kiến trúc khác nhau.

Những con chip của Intel là CISC (Complex Instruction Set Architecture - kiến trúc tập lệnh phức tạp) trong khi ARM lại là RISC (Reduced Instruction Set Computer - máy tính tập lệnh tối giản.

Việc Apple chuyển từ các con chip Intel có cấu trúc CISC sang RISC sẽ ảnh hưởng tích cực đến mức tiêu thụ năng lượng cũng như tính hiệu quả đối với nhu cầu hằng ngày của người dùng, bởi hầu hết mọi người đều không sử dụng các ứng dụng nặng, cần tận dụng đến các tập lệnh phức tạp bên trong những con chip CISC.

Các tập lệnh bên trong chip có thể được so sánh với các từ đồng nghĩa trong tiếng Anh. Ví dụ, một người có thể sử dụng từ "hit" nhiều lần trong một ngày, nhưng lại hiếm khi tìm ra lý do để sử dụng "pummel". Trường hợp này, RISC chỉ có thể hiểu được mỗi từ "hit" trong khi CISC lại hiểu cả "pummel". Khi cần thực hiện "hit" nhiều lần, con chip RISC sẽ cần phải sử dụng nhiều lần lệnh "hit", ngược lại, con chip CISC có thể gọi lệnh "pummel" một cách hiệu quả hơn.

Do hầu hết mọi người không sử dụng "pummel" thường xuyên, nên con chip RISC nói chung sẽ hiệu quả hơn cho việc sử dụng hằng ngày. Tuy nhiên, đối với người dùng chuyên nghiệp, chip CISC lại là một lựa chọn phù hợp hơn.

Loại bỏ Intel

Apple đã sử dụng những con chip của Intel trong dòng máy Mac kể từ năm 2006 sau khi chuyển từ các bộ xử lý PowerPC sang. Do vẫn đang sử dụng công nghệ của Intel, Apple phải chấp nhận thời gian phát hành cũng như việc trì hoãn chip từ Intel.

Trong nhiều năm qua, đã không ít lần việc trì hoãn phát hành chip của Intel đã ảnh hưởng đáng kể đến các kế hoạch sản phẩm của Apple. Việc chuyển sang các con chip tự phát triển sẽ cho phép Apple phát hành các bản nâng cấp sản phẩm theo đúng lịch trình của mình và thường xuyên cải thiện công nghệ hơn.

Apple cũng có thể tạo ra sự khác biệt đáng kể giữa các thiết bị của mình với những sản phẩm cạnh tranh do con chip bên trong được thiết kế bởi đội ngũ của mình và thậm chí là đạt được sự tích hợp chặt chẽ hơn giữa phần mềm và phần cứng.

Những con chip ARM của Apple dành cho thiết bị iOS

Apple sử dụng kiến trúc ARM cho những con chip A-series của mình và đưa nó vào những chiếc iPhone, iPad. Và cứ mỗi năm, những con chip này lại được nâng cấp với tốc độ nhanh hơn và xử lý hiệu quả hơn. Thực tế, khi công bố những con A12 và A13 mới nhất, Apple đã nhấn mạnh rằng chúng nhanh hơn so với nhiều con chip Intel có trong các thiết bị của đối thủ.

Chẳng hạn, các mẫu iPad Pro 2018 với con chip A12X có tốc độ gần bằng so với những mẫu MacBook Pro 15 inch 2018.

Với việc Apple đã thu hẹp khoảng cách giữa ARM và x86 về tốc độ, không có lý do gì mà những chiếc notebook của Táo khuyết (hay thậm chí là cả desktop) không thể tận dụng các con chip xây dựng dựa trên kiến trúc ARM thay vì những con chip Intel thông thường.

Các con chip A-series của Apple cũng được tích hợp những GPU tùy biến, Secure Enclave, bộ điều khiển (controller) bộ nhớ và lưu trữ, các vi xử lý máy học, Image Signal Processing (bộ xử lý tín hiệu hình ảnh), tùy biến mã hóa,…. Tất cả chúng cũng có thể được đưa vào cho bộ xử lý có trong máy Mac.

Những con chip ARM trên các chiếc máy Mac gần đây

MacBook Pro‌, MacBook Air, iMac Pro, Mac mini và cỗ máy Mac Pro sắp đến đều sẽ được trang bị những vi xử lý ARM dưới dạng các con chip T1 và T2 với nhiệm vụ phục vụ cho Touch Bar cùng một số tính năng khác trong những cỗ máy này.

Đặc biệt là con chip T2 có tích hợp một số thành phần, bao gồm cả bộ điều khiển quản lý hệ thống, bộ xử lý tín hiệu hình ảnh, bộ điều khiển SSD và hệ thống Secure Enclave với một engine mã hóa dựa trên phần cứng nhằm phục vụ cho Touch Bar và Touch ID.

Lợi ích của ARM

Đưa những con chip ARM vào máy Mac có thể giúp tăng độ hiệu quả cũng như cải thiện thời lượng pin mà không buộc phải đánh đổi tốc độ. Ngoài ra, Apple cũng có thể cắt giảm kích thước của một số linh kiện bên trong, giúp cho các thiết bị trở nên mỏng hơn.

Ví dụ như những chiếc MacBook sử dụng chip ARM có thể không cần quạt tản nhiệt, tương tự iPad. Những chiếc iPad của Apple cũng có thời lượng pin vượt trội. Đây là một điều cần mang lên dòng sản phẩm Mac.

Apple đang phát triển những con chip dựa trên ARM?

Những tin đồn gần đây gợi ý rằng các nhân viên Apple đang phát triển một sáng kiến có tên mã là "Kalamata" nhằm giúp iPhone, iPad và Mac hoạt động liền mạch với nhau hơn.

Một trong những điều này liên quan đến việc tùy biến các con chip cho Mac, được Apple thiết kế tương tự như nhiều con chip iPhone và iPad hiện tại.

Sau cùng, Apple muốn các nhà phát triển có thể tạo ra một ứng dụng có thể chạy trên mọi thiết bị của Apple. Và cùng với các con chip tùy biến, Apple cũng đã và đang bắt tay thực hiện điều này về mặt phần mềm với dự án Catalyst trên Mac. Dự án Mac Catalyst cho phép các lập trình viên port những ứng dụng iPad của mình sang Mac App Store.

Khi nào Apple sẽ công bố cỗ máy Mac sử dụng con chip ARM?

Apple dự tính sẽ chuyển đổi sang sử dụng các con chip ARM của riêng mình từ năm 2020, dù rằng quá trình chuyển đổi có thể mất khá nhiều thời gian.

Có lẽ, Apple có thể sẽ áp dụng cho một dòng Mac nào đó trước tiên, chẳng hạn như MacBook Air.

Minh Hùng