• Thứ Tư, 09/10/2013 09:03 (GMT+7)

    ARM định hướng chiến lược với kiến trúc Cortex

    Nguyễn Thúc
    Kiến trúc lõi Cortex A12 hướng vào thị trường tầm trung đông đảo và cũng là chiến lược quan trọng của ARM trong cuộc cạnh tranh với đối thủ Intel đang trỗi dậy.



    Trong PCW kì trước, chúng ta đã tìm hiểu mô hình kinh doanh độc đáo mà ARM xây dựng thành công dựa trên nền tảng tri thức của một công ty chuyên về chip xử lý nhưng lại không hề bán ra một mẫu chip thực sự nào. Thay vào đó, họ hoàn toàn chỉ bán các bằng sáng chế chip cũng như cho thuê chúng. Trong bài viết lần này, chúng ta sẽ tập trung xem xét sản phẩm mới nhất của ARM: lõi Cortex A12. Đây được xem là giải pháp lý tưởng mà  ARM muốn hướng tới thị trường tầm trung phổ thông – vốn tập trung số lượng sản phẩm và người dùng đông đảo nhất.

    Cuộc chơi sôi động ở thị trường chip di động

    Lộ trình sản phẩm của ARM trong giai đoạn 2013 (Nguồn: ARM)
    Dải sản phẩm của ARM dành cho thị trường di động ẩn chứa nhiều thú vị. Ở lĩnh vực máy tính cá nhân, các vi kiến trúc mới nhất của Intel luôn tập trung sự chú ý của cộng đồng để rồi sau đó được “rút gọn” thành các phiên bản chip khác nhau ở từng phân khúc giá. Hệ quả là người dùng nhận được những biến thể sản phẩm với khác biệt về bộ nhớ đệm, số lõi, xung nhịp, tập lệnh, lõi đồ hoạ… Nói cách khác, Intel luôn sử dụng duy nhất một vi kiến trúc chung cho phần lớn nhu cầu thị trường. Điều này càng dễ thấy hơn khi hãng ra mắt thế hệ Core với vi kiến trúc Haswell mới cùng tham vọng sẽ hợp nhất thiết kế cho các mảng sản phẩm từ máy chủ, máy trạm cho tới máy tính xách tay.

    Tuy nhiên, Intel vẫn có những vi kiến trúc khác – điển hình là Atom ra mắt lần đầu năm 2008. Sự kết hợp giữa Atom và Core đã cho phép Intel “phủ” phần lớn  thị trường điện toán  với mức giá từ hai chữ số đối với các mẫu Atom rẻ nhất cho tới bốn chữ số trên các dòng Core cao cấp. Ngoài ra, Intel cũng có một số thiết kế khác dành cho máy chủ và được hướng xuống các dòng máy tính cá nhân siêu cao cấp. Tuy nhiên số này không phải thứ chúng ta đề cập tới. Thay vào đó, hãy nhìn riêng mảng sản phẩm điện toán cá nhân với các thiết bị tiêu biểu như điện thoại thông minh, máy tính bảng, máy tính xách tay và máy để bàn thì Intel chỉ sử dụng hai kiến trúc như đã đề cập ở trên. Trong khi đó, ARM sử dụng ba kiến trúc khác nhau.

    Cụ thể hơn, ARM phân định rất rõ ràng dòng Cortex A15 hướng tới mảng sản phẩm cao cấp, Cortex A9 dành cho thị trường phổ thông và Cortex A7 dành cho thị trường cấp thấp với mức giá rẻ. So với Intel, A15 sẽ tương đương với các dòng chip Core thế hệ mới (dòng Y) tiết kiệm điện trong khi A9 tương đương với Atom. Riêng A7 sẽ vẫn là nhóm sản phẩm với hiệu suất vận hành ở mức cao mà Intel chưa thể đáp ứng được nhu cầu – đặc biệt là khi xét những yếu tố như kích thước lõi/giá thành/điện năng tiêu thụ. Thực tế, với kiến trúc lõi thứ ba này, ARM đã duy trì được ưu thế tuyệt đối của mình ở nhiều lĩnh vực sản phẩm mà Intel chưa thể với tới, điển hình là thiết bị nhúng, thiết bị gia dụng, xe hơi và nhiều thứ tương tự khác. Nói cách khác, Intel hiện vẫn bị giới hạn trong lĩnh vực điện toán chuyên biệt thay vì đi sâu sát vào các sản phẩm tiện ích nói chung như ARM.

    Sự linh hoạt trong vi kiến trúc lõi chip

    Với các hệ thống trên chip (SoC) giai đoạn gần đây, khả năng tiêu thụ năng lượng ngày càng được thiết kế linh hoạt hơn. Trong khi các thế hệ mới với hiệu năng vận hành cao thường yêu cầu mức năng lượng tối đa (Peak Power Consumption) lớn thì hiệu suất sử dụng lại cũng được cải thiện đáng kể - hệ quả của những cải tiến về kiến trúc cũng như quy trình sản xuất (hoặc cả hai). Nhờ thế, qua những tinh chỉnh nhất định, hầu hết các nhà sản xuất ARM đều có thể đạt được một tỉ lệ “vàng” hiệu năng /năng lượng tiêu thụ nhất định theo yêu cầu riêng. Dù vậy, xu hướng chung vẫn là các dòng chip thế hệ mới có mức năng lượng yêu cầu tối đa ngày càng cao hơn, bất kể đó là sản phẩm đến từ nhà sản xuất ARM nào.

    Cortex A15 tuy nhanh nhưng lại vướng nhiều rào cản về năng lượng và kích thước khi ứng dụng vào thiết bị di động.
    Hệ quả không thể tránh khỏi là nhiều vi kiến trúc sẽ bị “bật” ra khỏi các mảng sản phẩm nhất định – ví dụ như thiết bị di động bởi một trong các lý do: quá lớn, đắt đỏ hoặc sử dụng nhiều năng lượng. Dĩ nhiên, cũng không hiếm trường hợp một vi kiến trúc nào đó “dính” hai hoặc thậm chí cả ba vấn đề này. Thực tế, ARM cũng đặt mục tiêu vượt lên cao hơn điện thoại thông minh hay máy tính bảng bởi những ưu thế về tiết kiệm điện và hiệu năng tốt cho phép họ có được cơ hội trong cả mảng sản phẩm máy chủ (hay thậm chí là máy tính cá nhân hiệu năng cao, máy tính Chrome OS hoặc Windows RT). Bản thân các dòng Cortex A15 hiện cũng không mấy khi có mặt trong điện thoại thông minh (trừ một số bản  Galaxy S4 quốc tế). Lý do rất dễ hiểu là bởi lõi này nằm ở “khoảng” tỉ lệ hiệu năng/năng lượng tiêu thụ hoàn toàn khác so với những gì điện thoại cần.

    Trong khi đó, Cortex A8 và A9 lại thực sự là những vi kiến trúc mà điện thoại thông minh đang tận dụng triệt để trong vài năm trở lại đây. Tuy nhiên, vấn đề lại nằm ở chỗ trong khi ARM đang hướng tới thị trường hiệu năng cao hơn với A15 thì họ lại không có giải pháp thay thế cho A9. Vào lúc này, họ buộc phải hướng A15 cho cả các tác vụ yêu cầu điện thế thấp hơn nhưng điều ngược đời là toàn bộ các đối tác sản xuất của ARM lại tập trung vào việc…. khai thác triệt để hiệu năng của kiến trúc này thay vì đi theo chỉ dẫn. Thực tế, điều này cũng không phải không có lý bởi khi đã chi một khoản không nhỏ cho quyền sử dụng kiến trúc A15, các nhà sản xuất hẳn sẽ muốn có được mức hiệu năng cao nhất có thể. Hiện tại, chỉ có Apple là tỏ ý muốn theo đuổi việc tiết kiệm năng lượng.

    Có thể thấy rằng Cortex A9 thực sự cần một phiên bản kế thừa để đáp ứng những yêu cầu mới. Trong giai đoạn gần đây, cộng đồng công nghệ liên tục nhận được những thông tin mới về một kiến trúc ARM nhanh hơn A9 nhưng lại sử dụng ít năng lượng hơn A15 dù chỉ chậm hơn chút ít. Hiện tại, duy nhất mới chỉ có kiến trúc riêng (chính là những lõi Krait trong các thế hệ thiết bị di động hiện tại) của Qualcomm là có thể “đứng” ở vị trí này. Chính vì thế, nếu ARM muốn duy trì ưu thế về tài sản trí tuệ của mình, họ sẽ cần một giải pháp mới để đảm bảo tương lai của các dòng sản phẩm điện thoại thông minh phổ thông: Cortex A12.

    Xem tiếp : 12>
    Từ khóa: Arm, Cortex A9
    ID: A1309_9