Thế giới CPU hiện tại đang chia làm 2 phe: Một phe dành cho Intel khi công ty đã chuyển sang thế hệ Alder Lake, phe còn lại là AMD khi công ty mang những cải tiến lớn đến IPC và số lượng nhân sau mỗi thế hệ Ryzen mới.
Trong lĩnh vực CPU dành cho người tiêu dùng, đó là một chiến hai đối thủ. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là không có bất kỳ CPU desktop nào khác đang tồn tại. Thực tế, không gian CPU hiện tại đa dạng hơn rất nhiều.
Từ các thiết kế ARM hiệu năng cao cho đến những con chip chuyên dụng của Chính phủ Nga, có vô số con chip không phải Intel và AMD xuất hiện trong nhiều PC desktop kích thước đầy đủ. Thậm chí, trong một số trường hợp, chẳng hạn như dòng chip Zhaoxin Kaixian, bạn còn có thể mua những sản phẩm đó.
Vậy ai đã tạo ra những CPU này? Chúng nhanh như thế nào? Chúng ta có thể chơi game trên chúng hay không? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích những thứ liên quan đến chúng.
ARM trên PC: từ thiết bị di động cho đến tương lai của desktop
Một ví dụ điển hình về việc ARM sắp thách thức hiện trạng desktop đó chính là Apple M1. Năm ngoái, Apple đã phát hành những chiếc MacBook mới với thiết kế bên ngoài giống hệt các thế hệ Intel trước đó. Tuy vậy, bên trong, nhà Táo đã khởi động một cuộc cách mạng đối với lĩnh vực PC. Những chiếc Mac mới được trang bị SoC Apple M1, được Apple tùy biến dựa trên kiến trúc ARM và sản xuất trên tiến trình 5nm. Từ quan điểm kiến trúc, Apple M1 có nhiều điểm chúng với con chip A14 Bionic thay vì những tùy chọn x86 di động từ Intel hoặc AMD.
Apple M1 yêu cầu một lớp biên dịch Rosetta để chuyển đổi những dòng mã x86 sang thứ mà M1 có thể xử lý. Bất chất những đánh đổi đối với các ứng dụng cũ, Apple M1 thực sự có thể xử lý tốt hơn Intel Comet Lake trong một số workload x86. Dĩ nhiên, đối với các ứng dụng gốc, nó có thể đánh bại đối thủ.
Apple dự định loại bỏ dần chip x86 trong những cỗ máy Mac của mình trong vài năm tới. macOS chiếm chưa đến 7% thị phần trên toàn câu. Điều này có nghĩa là những thế hệ Apple Silicon không thể thay thế hoàn toàn các mẫu x86 truyền thống, chẳng hạn như dòng Tiger Lake U của Intel. Tuy nhiên, việc Apple chuyển sang Apple M1 có thể sẽ thúc đẩy các nhà sản xuất khác xem xét nghiêm túc phương án ARM trên PC.
Kể từ năm 2012, Microsoft đã tung ra Surface RT, sở hữu SoC ARM và chạy một phiên bản Windows riêng biệt. Tuy nhiên, tốc độ, khả năng tương thích ứng dụng cùng một loạt những vấn đề khác đã khiến "ARM on PC" không được lưu tâm đến. Apple M1 có thể là một dấu hiệu gợi ý những điều sắp xảy ra, với một loạt các sản phẩm như Samsung Galaxy Book S được trang bị chipset Qualcomm 8cx.
ARM trên PC vẫn còn ở thời kỳ sơ khai. Tuy nhiên, không quá ngạc nhiên nếu những con chip không phải AMD hay Intel xuất hiện tràn lan trên desktop và laptop trong 5 năm nữa. Phần lớn trong số đó sẽ là những cỗ máy ARM.
Zhaoxin: Nhà sản xuất x86 của Trung Quốc sắp tham gia cuộc chơi lớn
Các con chip ARM dành cho laptop và desktop đang ngày càng trở nên phổ biến. Nhưng liệu có những lựa chọn thay thế trong không gian x86 hay không?
Chỉ có một số ít các nhà sản xuất, bao gồm Intel, AMD, VIA và DMP Electronics, có giấy phép x86. Intel và AMD là những cái tên quá nổi tiếng. DMP là một nhà sản xuất fabless (không có nhà máy sản xuất chip) uy tín đến từ Đài Loan, chịu trách nhiệm cung cấp dòng chip nhúng Vortex86 xuất hiện trong một số hộp giải mã tín hiệu cũng như lĩnh vực công nghiệp.
Với VIA, năm 2013, công ty công bố Zhaoxin. Đây là một liên doanh của công ty với Chính quyền thành phố Thượng Hải và là một phần trong nỗ lực giảm sự phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài của Trung Quốc. VIA sở hữu một lượng cổ phần trong Zhaoxin và đảm nhiệm vai quan trọng: cung cấp giấy phép x86, cho phép Zhaoxin tạo ra các CPU desktop của riêng mình.
Những CPU Zhaoxin Kaixian được xây dựng dựa trên tiến trình 16nm. KaiXian-U6880A là con chip cao cấp nhất có thể mua được và lắp đặt vào một hệ thống chơi game, trong trường hợp bạn sống tại Trung Quốc. Con chip này có 8 nhân với tốc độ xung nhịp khá thấp, 3,0GHz. U6880A không có những công nghệ như siêu phân luồng, "tăng" xung nhịp hoặc bộ nhớ đệm L3. Các kết quả benchmark cho thấy U6880A có hiệu năng tương đương APU 8 nhân AMD A10-9700, vốn được xây dựng dựa trên thiết kế Bulldozer cũ kỹ của AMD, ra mắt vào năm 2016.
AMD A10-9700 không phải là một CPU chơi game "tốt". Nói chung, nó vẫn vượt trội hơn AMD Athlon 200GE hai nhân và vẫn đủ để cung cấp tốc độ khung hình 30fps trong những tựa game AAA như Hitman 3 hay Far Cry 5.
Theo thông tin rò rỉ, dòng sản phẩm KX-7000 thế hệ tiếp theo của Zhaoxin có thể sẽ được sản xuất trên tiến trình 7nm. Điều đó giúp cải thiện xung nhịp cũng như tăng độ hiệu quả lên cao hơn. Vẫn còn phải xem những sản phẩm này sẽ có hiệu năng như thế nào khi so với Intel Alder Lake và AMD Zen 4. Tuy nhiên, dẫn đầu về hiệu năng thô không phải là một điều quá quan trọng. Đây là một giải pháp thay thế x86 "cây nhà lá vườn" có sẵn trên thị trường thương mại của Trung Quốc, có khả năng xử lý hầu hết các workload thông thường một cách dễ dàng.
Elbrus: Giải pháp máy chủ từ Chính phủ Nga
Được đặt theo tên của Núi Elbrus, Đỉnh núi cao nhất ở Liên bang Nga, kiến trúc Elbrus là một nỗ lực khác trong việc tự cung tự cấp công nghệ. Tuy nhiên, không giống như những con chip Zhaoxin, Elbrus được thiết kế chỉ để đáp ứng nhu cầu điện toán an toàn của Chính phủ Nga. Người dùng sẽ không thể mua được bất kỳ linh kiện Elbrus nào tại các cửa hàng phần cứng ở Mát-xcơ-va.
Chính phủ Nga dự định sử dụng Elbrus cho hai mục đích: những cỗ máy chủ HPC dành cho học viện và nghiên cứu, và các máy tính đầu cuối an toàn cho quân đội cùng nhiều lĩnh vực nhạy cảm khác.
MCST, một nhà sản xuất bán dẫn tại Nga, được tích khỏi nhóm nghiên cứu khoa học máy tính hàng đầu Liên Xô, đã chế tạo những con chip dựa trên Elbrus ISA trong gần 30 năm. Đây không phải là những con chip x86. Tuy nhiên, Elbrus có khả năng biên dịch nhị phân, tương tự như Apple M1. Điều đó cho phép phần cứng Elbrus chạy các chương trình x86 cũng như môi trường hệ điều hành như Windows.
Chỉ vào tháng trước, MCST đã công bố Elbrus 16S. Đây là một con chip 16nm có xung nhịp 2,0GHz, cung cấp sức mạnh tính toán 1,5 TFLOPs. Thú vị thay, Elbrus 16S hỗ trợ lắp đặt tối đa 4 socket với 16TB RAM. Đây là điều mà ngay cả những phần cứng máy chủ hàng đầu của AMD hay Intel đều không thể làm được.
SHAKTI: Nền tảng IoT và nhúng được sản xuất tại Ấn Độ
Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Ấn Độ đã công bố nền tảng SHAKTI, được xây dựng dựa trên kiến trúc RISC-V, vào năm 2018. Các xưởng đúc silicon của Ấn Độ vẫn trong giai đoạn sơ khai. Do đó, các bộ xử lý thuộc dòng sản phẩm Shakti E mới nhất được xây dựng dựa trên tiến trình 180nm và đạt xung nhịp tối đa 100MHz. Đây không phải là những con chip được xây dựng cho các workload thông thường. Thay vào đó, dòng sản phẩm Shakti E tập trung vào các hệ thống nhúng và IoT năng lượng thấp, chẳng hạn như cảm biến.
Dù cốt lõi Shakti IP được phát triển nhờ sự tài trợ của chính phủ, một công ty mới thành lập tại Ấn Độ có tên InCore Semiconductors đã đảm nhiệm vai trò sản xuất những con chip Shaki tùy biến cho một nhóm khách hàng tư nhân hạn chế. Chắc chắn, sẽ phải mất một khoảng thời gian khá dài nữa để ngành công nghiệp bán dẫn của Ấn Độ bắt kịp những ông lớn trong ngành như Intel (hoặc thậm chí là Zhaoxin).
Tuy nhiên, đó chỉ là một bước nhỏ trên toàn bộ lộ trình. Hiện tại, những con chip Shakti có thể được áp dụng trong một loạt các workload IoT hướng đến chính phủ và thương mại. Khó có thể thấy được những CPU desktop Made in India (Do Ấn Độ sản xuất) trong ít nhất 5 năm tới, nhưng rõ ràng, họ đã có nền tảng của mình.
Tổng kết
Intel và AMD vẫn sẽ tiếp tục hiện diện trong không gian CPU desktop. Trừ khi bạn sống tại Trung Quốc hoặc làm việc cho Chính phủ Nga, những cỗ máy Mac sử dụng chip Apple M1 sẽ là giải pháp thay thế duy nhất có thể mang đến hiệu năng cạnh trnah. Tuy nhiên, giữa những nỗ lực tự cung tự cấp của các chính phủ trên toàn thế giới cũng như sự phát triển chậm của ARM trên PC, không gian CPU desktop sắp trở nên đa dạng hơn trong thời gian tới.
Những con chip Intel và AMD vẫn sẽ phù hợp cho những chiếc PC thông thường cho đến cuối thập kỉ này. Tuy vậy, chúng ta cũng có thể thấy những cỗ máy desktop ARM hoặc một thứ gì đó kì lạ trở nên phổ biến hơn.
Trong lĩnh vực CPU dành cho người tiêu dùng, đó là một chiến hai đối thủ. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là không có bất kỳ CPU desktop nào khác đang tồn tại. Thực tế, không gian CPU hiện tại đa dạng hơn rất nhiều.
Từ các thiết kế ARM hiệu năng cao cho đến những con chip chuyên dụng của Chính phủ Nga, có vô số con chip không phải Intel và AMD xuất hiện trong nhiều PC desktop kích thước đầy đủ. Thậm chí, trong một số trường hợp, chẳng hạn như dòng chip Zhaoxin Kaixian, bạn còn có thể mua những sản phẩm đó.
Vậy ai đã tạo ra những CPU này? Chúng nhanh như thế nào? Chúng ta có thể chơi game trên chúng hay không? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích những thứ liên quan đến chúng.
ARM trên PC: từ thiết bị di động cho đến tương lai của desktop
Một ví dụ điển hình về việc ARM sắp thách thức hiện trạng desktop đó chính là Apple M1. Năm ngoái, Apple đã phát hành những chiếc MacBook mới với thiết kế bên ngoài giống hệt các thế hệ Intel trước đó. Tuy vậy, bên trong, nhà Táo đã khởi động một cuộc cách mạng đối với lĩnh vực PC. Những chiếc Mac mới được trang bị SoC Apple M1, được Apple tùy biến dựa trên kiến trúc ARM và sản xuất trên tiến trình 5nm. Từ quan điểm kiến trúc, Apple M1 có nhiều điểm chúng với con chip A14 Bionic thay vì những tùy chọn x86 di động từ Intel hoặc AMD.
Apple M1 yêu cầu một lớp biên dịch Rosetta để chuyển đổi những dòng mã x86 sang thứ mà M1 có thể xử lý. Bất chất những đánh đổi đối với các ứng dụng cũ, Apple M1 thực sự có thể xử lý tốt hơn Intel Comet Lake trong một số workload x86. Dĩ nhiên, đối với các ứng dụng gốc, nó có thể đánh bại đối thủ.
Apple dự định loại bỏ dần chip x86 trong những cỗ máy Mac của mình trong vài năm tới. macOS chiếm chưa đến 7% thị phần trên toàn câu. Điều này có nghĩa là những thế hệ Apple Silicon không thể thay thế hoàn toàn các mẫu x86 truyền thống, chẳng hạn như dòng Tiger Lake U của Intel. Tuy nhiên, việc Apple chuyển sang Apple M1 có thể sẽ thúc đẩy các nhà sản xuất khác xem xét nghiêm túc phương án ARM trên PC.
Kể từ năm 2012, Microsoft đã tung ra Surface RT, sở hữu SoC ARM và chạy một phiên bản Windows riêng biệt. Tuy nhiên, tốc độ, khả năng tương thích ứng dụng cùng một loạt những vấn đề khác đã khiến "ARM on PC" không được lưu tâm đến. Apple M1 có thể là một dấu hiệu gợi ý những điều sắp xảy ra, với một loạt các sản phẩm như Samsung Galaxy Book S được trang bị chipset Qualcomm 8cx.
ARM trên PC vẫn còn ở thời kỳ sơ khai. Tuy nhiên, không quá ngạc nhiên nếu những con chip không phải AMD hay Intel xuất hiện tràn lan trên desktop và laptop trong 5 năm nữa. Phần lớn trong số đó sẽ là những cỗ máy ARM.
Zhaoxin: Nhà sản xuất x86 của Trung Quốc sắp tham gia cuộc chơi lớn
Các con chip ARM dành cho laptop và desktop đang ngày càng trở nên phổ biến. Nhưng liệu có những lựa chọn thay thế trong không gian x86 hay không?
Chỉ có một số ít các nhà sản xuất, bao gồm Intel, AMD, VIA và DMP Electronics, có giấy phép x86. Intel và AMD là những cái tên quá nổi tiếng. DMP là một nhà sản xuất fabless (không có nhà máy sản xuất chip) uy tín đến từ Đài Loan, chịu trách nhiệm cung cấp dòng chip nhúng Vortex86 xuất hiện trong một số hộp giải mã tín hiệu cũng như lĩnh vực công nghiệp.
Với VIA, năm 2013, công ty công bố Zhaoxin. Đây là một liên doanh của công ty với Chính quyền thành phố Thượng Hải và là một phần trong nỗ lực giảm sự phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài của Trung Quốc. VIA sở hữu một lượng cổ phần trong Zhaoxin và đảm nhiệm vai quan trọng: cung cấp giấy phép x86, cho phép Zhaoxin tạo ra các CPU desktop của riêng mình.
Những CPU Zhaoxin Kaixian được xây dựng dựa trên tiến trình 16nm. KaiXian-U6880A là con chip cao cấp nhất có thể mua được và lắp đặt vào một hệ thống chơi game, trong trường hợp bạn sống tại Trung Quốc. Con chip này có 8 nhân với tốc độ xung nhịp khá thấp, 3,0GHz. U6880A không có những công nghệ như siêu phân luồng, "tăng" xung nhịp hoặc bộ nhớ đệm L3. Các kết quả benchmark cho thấy U6880A có hiệu năng tương đương APU 8 nhân AMD A10-9700, vốn được xây dựng dựa trên thiết kế Bulldozer cũ kỹ của AMD, ra mắt vào năm 2016.
AMD A10-9700 không phải là một CPU chơi game "tốt". Nói chung, nó vẫn vượt trội hơn AMD Athlon 200GE hai nhân và vẫn đủ để cung cấp tốc độ khung hình 30fps trong những tựa game AAA như Hitman 3 hay Far Cry 5.
Theo thông tin rò rỉ, dòng sản phẩm KX-7000 thế hệ tiếp theo của Zhaoxin có thể sẽ được sản xuất trên tiến trình 7nm. Điều đó giúp cải thiện xung nhịp cũng như tăng độ hiệu quả lên cao hơn. Vẫn còn phải xem những sản phẩm này sẽ có hiệu năng như thế nào khi so với Intel Alder Lake và AMD Zen 4. Tuy nhiên, dẫn đầu về hiệu năng thô không phải là một điều quá quan trọng. Đây là một giải pháp thay thế x86 "cây nhà lá vườn" có sẵn trên thị trường thương mại của Trung Quốc, có khả năng xử lý hầu hết các workload thông thường một cách dễ dàng.
Elbrus: Giải pháp máy chủ từ Chính phủ Nga
Được đặt theo tên của Núi Elbrus, Đỉnh núi cao nhất ở Liên bang Nga, kiến trúc Elbrus là một nỗ lực khác trong việc tự cung tự cấp công nghệ. Tuy nhiên, không giống như những con chip Zhaoxin, Elbrus được thiết kế chỉ để đáp ứng nhu cầu điện toán an toàn của Chính phủ Nga. Người dùng sẽ không thể mua được bất kỳ linh kiện Elbrus nào tại các cửa hàng phần cứng ở Mát-xcơ-va.
Chính phủ Nga dự định sử dụng Elbrus cho hai mục đích: những cỗ máy chủ HPC dành cho học viện và nghiên cứu, và các máy tính đầu cuối an toàn cho quân đội cùng nhiều lĩnh vực nhạy cảm khác.
MCST, một nhà sản xuất bán dẫn tại Nga, được tích khỏi nhóm nghiên cứu khoa học máy tính hàng đầu Liên Xô, đã chế tạo những con chip dựa trên Elbrus ISA trong gần 30 năm. Đây không phải là những con chip x86. Tuy nhiên, Elbrus có khả năng biên dịch nhị phân, tương tự như Apple M1. Điều đó cho phép phần cứng Elbrus chạy các chương trình x86 cũng như môi trường hệ điều hành như Windows.
Chỉ vào tháng trước, MCST đã công bố Elbrus 16S. Đây là một con chip 16nm có xung nhịp 2,0GHz, cung cấp sức mạnh tính toán 1,5 TFLOPs. Thú vị thay, Elbrus 16S hỗ trợ lắp đặt tối đa 4 socket với 16TB RAM. Đây là điều mà ngay cả những phần cứng máy chủ hàng đầu của AMD hay Intel đều không thể làm được.
SHAKTI: Nền tảng IoT và nhúng được sản xuất tại Ấn Độ
Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Ấn Độ đã công bố nền tảng SHAKTI, được xây dựng dựa trên kiến trúc RISC-V, vào năm 2018. Các xưởng đúc silicon của Ấn Độ vẫn trong giai đoạn sơ khai. Do đó, các bộ xử lý thuộc dòng sản phẩm Shakti E mới nhất được xây dựng dựa trên tiến trình 180nm và đạt xung nhịp tối đa 100MHz. Đây không phải là những con chip được xây dựng cho các workload thông thường. Thay vào đó, dòng sản phẩm Shakti E tập trung vào các hệ thống nhúng và IoT năng lượng thấp, chẳng hạn như cảm biến.
Dù cốt lõi Shakti IP được phát triển nhờ sự tài trợ của chính phủ, một công ty mới thành lập tại Ấn Độ có tên InCore Semiconductors đã đảm nhiệm vai trò sản xuất những con chip Shaki tùy biến cho một nhóm khách hàng tư nhân hạn chế. Chắc chắn, sẽ phải mất một khoảng thời gian khá dài nữa để ngành công nghiệp bán dẫn của Ấn Độ bắt kịp những ông lớn trong ngành như Intel (hoặc thậm chí là Zhaoxin).
Tuy nhiên, đó chỉ là một bước nhỏ trên toàn bộ lộ trình. Hiện tại, những con chip Shakti có thể được áp dụng trong một loạt các workload IoT hướng đến chính phủ và thương mại. Khó có thể thấy được những CPU desktop Made in India (Do Ấn Độ sản xuất) trong ít nhất 5 năm tới, nhưng rõ ràng, họ đã có nền tảng của mình.
Tổng kết
Intel và AMD vẫn sẽ tiếp tục hiện diện trong không gian CPU desktop. Trừ khi bạn sống tại Trung Quốc hoặc làm việc cho Chính phủ Nga, những cỗ máy Mac sử dụng chip Apple M1 sẽ là giải pháp thay thế duy nhất có thể mang đến hiệu năng cạnh trnah. Tuy nhiên, giữa những nỗ lực tự cung tự cấp của các chính phủ trên toàn thế giới cũng như sự phát triển chậm của ARM trên PC, không gian CPU desktop sắp trở nên đa dạng hơn trong thời gian tới.
Những con chip Intel và AMD vẫn sẽ phù hợp cho những chiếc PC thông thường cho đến cuối thập kỉ này. Tuy vậy, chúng ta cũng có thể thấy những cỗ máy desktop ARM hoặc một thứ gì đó kì lạ trở nên phổ biến hơn.
Theo VN review
)
