Cuộc chiến lớn nhất của điện toán di động trong năm 2021 sẽ là thời lượng pin?

Khi nói đến điện toán di động thì tuổi thọ pin là một trong những yếu tố quan trọng nhất, nếu không muốn nói là quan trọng nhất đối với hầu hết khách hàng. Nếu quay về thời điểm trước, khi mà những chiếc laptop cao cấp nhất cũng không thể trụ nổi qua một chuyến bay kéo dài 6 tiếng hoặc hơn, thì lúc đó cuộc chiến về thời lượng pin là một trò chơi của những con số inch và các công nghệ tiên tiến hơn của màn hình thiết bị. NHƯNG điều đó đã thay đổi đáng kể trong những năm gần đây.

Giờ đây, hoàn toàn bình thường khi một chiếc Ultrabook có thể trụ vững trong một ngày làm việc mà không cần cắm điện, và ngay cả những chiếc laptop gaming mạnh nhất vẫn có thể giúp người dùng sử dụng liên tục trong vài giờ ở chế độ Performance mode. Điều đó đã xảy ra, trước khi một xu hướng mới đang xuất hiện: mang các CPU ARM trên các thiết bị di động hiệu quả cao lên các laptop tiêu dùng.

Apple, Microsoft, Intel và AMD trong cuộc chiến “hiệu quả năng lượng”

Với sự ra đời của con chip Apple M1 và thông báo gần đây từ Microsoft nói rằng họ sẽ rời bỏ các con chip Intel và phát triển bộ vi xử lý ARM của riêng mình, Intel và AMD hiện tại đang trong một cuộc chiến bất ngờ, và lần này không chỉ là với nhau.

Trước đây thì các APU di động của AMD không nhất thiết được biết đến về hiệu quả sử dụng năng lượng, nhưng các CPU di động AMD Renoir mới nhất của họ chắc chắn là một sự cải tiến đáng chú ý so với các thế hệ trước. Và với các CPU di động AMD Cezanne mới nhất, công ty đang tìm kiếm “sự hiệu quả năng lượng” còn nhiều hơn thế nữa.

Trong khi đó Intel đã giới thiệu nền tảng Intel Evo trong năm nay như là một sự hợp tác với các nhà sản xuất laptop để thiết kế phần cứng hợp lý hơn nhằm cải thiện hiệu suất tổng thể và cũng để tăng hiệu quả sử dụng năng lượng. Các laptop được Intel chứng nhận sẽ có thời lượng pin dài hơn đáng kể.



Mặc dù các bộ vi xử lý mạnh nhất hiện có sẽ luôn có một thị trường riêng dành cho mình nhưng hiệu quả sử dụng năng lượng cũng sẽ bị ảnh hưởng. Và sự phát triển bùng nổ trong việc sở hữu laptop cho thấy thị trường máy tính trong lương lai phải là ngày càng di động và không nhất thiết phải mạnh hơn qua mỗi năm.

CPU 16 nhân có thể là một cỗ máy mạnh về hiệu năng, nhưng khi hầu hết người dùng máy tính hiếm khi tận dụng hết hiệu năng tiềm năng của máy để sử dụng hàng ngày thì yếu tố thời gian mà chiếc laptop đó có thể hoạt động trong ngày đang trở thành một yếu tố quan trọng hơn nhiều trong quyết định mua hàng của người tiêu dùng. Và điều này buộc các nhà sản xuất chip phải điều chỉnh sự tập trung của mình ra khỏi vấn đề hiệu năng xử lý đơn thuần.

CPU dựa trên ARM đang đạt mức ngang bằng với Intel và AMD

CPU dựa trên ARM từ lâu đã được ưu thích dành cho các thiết bị di dộng như smartphone hay tablet vì mức tiêu thụ điện năng thấp của chúng. Bên cạnh đó sự đơn giản trong tập lệnh của CPU, cùng với một số yếu tố khác nữa giúp nó đạt được mức công suất tính toán “khá” với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn nhiều khi so sánh với các bộ vi xử lý Intel hoặc AMD mạnh mẽ hơn. Cho đến tận gần đây thì “sự đơn giản tương đối” đó đã khiến cho các bộ vi xử lý ARM vẫn chưa đạt được loại hiệu năng như Intel và AMD có thể đạt được, vì vậy các nhà sản xuất laptop đã chọn các giải pháp từ Intel và AMD để có thể đáp ứng được kỳ vọng của khách hàng về khả năng phản hồi cũng như sức mạnh tính toán.



Nhưng các bộ vi xử lý ARM đã phát triển không kém gì AMD và Intel. Mặc dù khả năng chip ARM sẽ xuất hiện trên PC hoặc các laptop gaming vẫn chưa khả thi trong tương lai gần, nhưng đối với Ultrabook thì khác. Người dùng Ultrabook điển hình là những người cần thực hiện một số công việc điện toán từ nhẹ đến trung bình như duyệt web, làm office hay stream video… thì bộ xử lý ARM đã thừa sức đáp ứng nhu cầu hiện tại. Và nó có “nguy cơ” làm thay đổi luôn thị trường điện toán di động một cách mạnh mẽ trong vài năm tới.

Hiện tại, Apple đã giới thiệu giải pháp ARM của riêng mình và Microsoft đã công bố sẽ đi theo hướng tương tự. Đây là những động thái quan trọng khi rời khỏi Intel và AMD để hướng tới các bộ xử lý ARM của riêng mình. Nvidia thông báo đã mua lại ARM từ Softbank với giá 40 tỉ USD vào tháng 9 và dự tính vẫn giữ mô hình cấp phép mở của ARM cho các CPU của mình.

Với sức mạnh công nghệ bổ sung từ Nvidia, liệu ARM có định hình lại những gì người tiêu dùng mong đợi ở một chiếc laptop hay không? Gần như chắn chắn, Intel và AMD sẽ cần phải điều chỉnh lại hướng đi của mình theo một cách lớn hơn.

Apple M1 đã thay đổi hoàn toàn cuộc chơi

Hạn chế lớn nhất của laptop chạy ARM là không thể đáp ứng nhu cầu về hiệu năng của người tiêu dùng và thiếu khả năng tương thích đối với một số sản phẩm phần mềm phổ biến như Adobe Photoshop. Nhưng với sự ra mắt của con chip Apple M1, giờ đây đã là một thế giới hoàn toàn khác. Mặc dù chắc chắn sẽ có vấn đề với con chip mới khi nó bắt đầu ra mắt và là thế hệ đầu tiên, nhưng những gì chúng ta đã thấy từ MacBook Air, MacBook Pro và Mac Mini M1 thực sự ấn tượng.

Với phần mềm Rosetta của Apple có thể dịch các ứng dụng macOS cũ sang kiến trúc ARM mới và giúp chúng chạy được, thậm chí là nhanh hơn so với khi chạy trên các MacBook Intel trước đó, lợi thế về hiệu năng vượt trội mà Intel và AMD đã có sẽ sớm biến mất.

Bên cạnh đó, MacBook Pro 13 inch được trang bị chip M1 mới có thời lượng pin hơn 13 giờ cho một lần sạc, “chỉ” dài hơn 5 giờ so với phiên bản Intel cùng model được phát hành vào đầu năm nay.



Và mặc dù Windows on ARM vẫn chưa đủ sức cạnh tranh với Windows trên laptop Intel hoặc AMD hiện tại, nhưng khoảng đầu tư của Microsoft vào các trung tâm dữ liệu và dòng Surface mới chứng tỏ họ đang hướng đến một tương lai nơi Windows on ARM có sự đầu tư và phát triển cần thiết để đạt được những thứ mà Apple đã làm hiện tại. Đặc biệt khi Apple đã chứng minh điều đó là có thể.



Hiện tại chúng ta cũng đã thấy rằng các thiết bị Windows on ARM đang có thể mang lại thời lượng pin ấn tượng như thế nào? Đầu năm 2020 vừa qua, chiếc Lenovo Flex 5G có thể sử dụng được trung bình 29 giờ sau một lần sạc, hiệu năng vẫn rất khá và nếu không gặp một loạt các vấn đề về khả năng tương thích thì đây sẽ là một chiếc máy đáng đề xuất cho những người thích làm việc di động. Và chắn chắn nó không phải là thiết bị Windows on ARM cuối cùng hoặc có thể tạo ra sự bùng nổ mạnh mẽ, nhưng một chiếc laptop như vậy sẽ là điều không thể tránh khỏi trong tương lai.

Điều này chỉ ra một bối cảnh nơi điện toán di động của 2 hệ điều hành chạy trên hầu hết mọi chiếc laptop tiêu dùng trên toàn thế giới sẽ không còn bị ràng buộc bởi bộ đôi Intel và AMD nữa. Với việc các thiết bị MacBook M1 và Surface Pro chạy trên bộ xử lý ARM hoạt động tốt tương tự như các phiên bản Intel và AMD đối với hầu hết người dùng, lúc này lợi thế vốn có của ARM, hiệu quả năng lượng sẽ thúc đẩy những cuộc tranh luận, phân vân khi mua hàng trong tương lai.

Intel và AMD đã bắt đầu xoay trục về hiệu quả năng lượng

Một trong những thách thức lớn nhất đối với Intel và AMD hiện tại là các quyết định thiết kế nền tảng, thứ giúp họ tạo ra những bộ vi xử lý tiêu dùng mạnh mẽ nhất cũng như đòi hỏi nhiều năng lượng hơn để hoạt động.

Những thứ như tập hướng dẫn giải mã trước (pre-decoding instructions) và lưu đệm caching tốn nhiều năng lượng hơn và được tích hợp với kiến trúc chip của Intel và AMD, khiến nó trở thành phần khó hất của phần cứng để thay đổi sau khi rất nhiều thứ đã được xây dựng xung quanh nó.

Trong cuộc đua đua tranh tốc độ xung nhịp nhanh hơn và hiệu năng tốt hơn, Intel và AMD đã tự đưa mình vào một góc kiến trúc mà sẽ vô cùng khó khăn để giải quyết vấn đề của họ. Giống như kiểu 2 đối thủ kỳ phùng địch thủ, chỉ chiến đấu và biết đến nhau khiến họ không chuẩn bị kỹ càng khi một đối thủ khác xuất hiện.



May mắn cho Intel và AMD khi họ không phải là bỡ ngỡ hoàn toàn trong trận chiến mới này. Vào năm 2014, AMD đã tuyên bố họ đã đặt mục tiêu làm cho bộ vi xử lý di động của mình tiết kiệm năng lượng hơn 25 lần so với mức cơ bản năm 2014 của mình. Năm 2020 vừa qua AMD tuyên bố đã đạt được mục tiêu đó với hiệu quả năng lượng cải thiện đến gấp 31 lần.



Năm 2020 cũng chứng kiến Intel giới thiệu Intel Evo, một sự hợp tác giữa Intel và các nhà sản xuất laptop khác nhau, hứa hẹn sẽ tăng cường đáng kể hiệu quả năng lượng của laptop Intel bằng cách tinh giản tốt hơn tất cả các phần cứng trong laptop chứ không chỉ riêng CPU.

“Khi làm việc với các đối tác OEM, Intel vẫn cam kết mang lại hiệu năng dẫn đầu và trải nghiệm không khoan nhượng với thời lượng pin tuyệt vời”. Josh Newman, Phó Chủ tịch kiêm Tổng Giám đốc Mobile Innovation, Client Computing Group của Intel đã nói như thế. “Nền tảng Intel Evo được đảm vảo thời lượng pin trong thế giới thực từ 9 giờ trở lên trên các hệ thống có màn hình FHD và được đánh giá trong các điều kiện thử nghiệm khắc nghiệt”.



Cho đến hiện tại với sự ra mắt của 2 chiếc laptop Dell XPS 13 và Lenovo Yoga 9i vào cuối năm 2020 với chứng nhận Intel Evo mới, chúng ta đã có thể thấy rằng nền tảng mới của Intel đang phát huy tác dụng và kết quả rất ấn tượng với sự gia tăng đáng kể hiệu năng mà không phải hy sinh nhiều về mặt năng lượng.

Và với những gì chiếc Lenovo Flex 5G có thể làm được với thời lượng pin của nó cho thấy khi bắt đầu thêm các loại phần cứng cần thiết để cải thiện hiệu năng của chip ARM đến một mức chấp nhận được thì thời lượng pin cũng sẽ ảnh hưởng tương ứng. Ngay cả M1 cũng chỉ có thể cải thiện thời lượng pin của MacBook Pro thêm 5 giờ chứ không phải là gấp đôi, và con số đó sẽ không sớm mà có thể đạt được.



Khi đại diện của TechRadar hỏi Newman rằng Intel Evo có phải là một dạng phản ứng trực tiếp hay gián tiếp đối với sự cạnh tranh từ chip Apple M1 và các bộ xử lý ARM khác hay không? Ông nói, “Project Athena giải quyết nhiều thứ hơn là chỉ CPU”. Sử dụng tên mã của Intel Evo, ông nhấn mạnh rằng:"không thể đánh giá thấp tầm quan trọng của toàn bộ nền tảng PC”.

“Chúng tôi tin rằng Intel Evo là một đặc điểm nhận diện tốt hơn, Intel Evo báo hiệu cho những chiếc laptop tốt nhất để hoàn thành công việc. Chúng dựa trên bộ vi xử lý Intel Core thế hệ 11 với đồ hoạ Intel Iris Xe và đã được đồng thiết kế và kiểm nghiệm để mang lại hiệu năng, khả năng phản hồi và thời lượng pin trong thế giới thực mà mọi người mong muốn ở một chiếc laptop”.

Và có vẻ như Intel Evo sẽ là một phần quan trọng trong chiến lược điện toán di động của Intel, ít nhất là trong tương lai gần. Trong tháng 12 mới đây, Intel đã công bố sự bổ sung mới nhất cho Intel Evo: Clover Falls, một con chip đồng xử lý năng lượng thấp, được hỗ trợ bởi AI, sẽ đảm nhận một số tác vụ từng được giao cho CPU vốn tiêu tốn điện hơn, với mục tiêu giảm mức sử dụng năng lượng và tăng tuổi thọ pin.



Mặc dù AMD chưa công bố bất kỳ thứ gì đối với sự xuất hiện của Intel Evo nhưng không có nghĩa là công ty này không đạt được những bước tiến trong lĩnh vực hiệu quả năng lượng. Ngoài việc vượt qua mục tiêu của chính mình về những bộ vi xử lý di động hiệu quả trong năm nay, chúng ta sẽ còn thấy sự ra mắt của CPU di động Cezanne mới của AMD vào đầu năm 2021.



Được cho là được xây dựng với kiến trúc Zen 3 của AMD kết hợp với RDNA2, các bộ vi xử lý di động mới của AMD dường như nghiêng nhiều hơn về hiệu năng hơn là hiệu quả năng lượng. Vào đầu năm 2022, chúng ta dự kiến sẽ thấy AMD phát hành dòng vi xử lý hiệu quả cao Ryzen 5000-U dựa trên thiết kế 6nm, có khả năng cải thiện hơn nữa hiệu quả năng lượng của chúng.

Sự lựa chọn không còn nhiều

Trong khi Apple và Microsoft đang thực hiện một số động thái quan trọng và gây ảnh hưởng trực tiếp, nhưng Intel và AMD vẫn chưa có nguy cơ bị truất ngôi, ít nhất là không phải hoàn toàn. Tuy nhiên 2 nhà sản xuất chip không có nhiều sự lựa chọn ngoài việc đổi mới đến các hệ thống hiệu quả hơn, đặc biệt khi các hệ thống dựa trên ARM đã trở nên cạnh tranh hơn trong mắt công chúng. Chỉ riêng điều này sẽ vẫn là một chặng đường dài để Intel và AMD tiếp tục phát triển và đây chỉ có thể là một điều tốt đẹp cho khách hàng vào năm 2021 và xa hơn thế nữa.