ARM công bố lộ trình CPU máy tính từ nay đến 2020, trực tiếp ‘xỉa xói’ và thách thức Intel

Vào tháng 5 vừa qua, chúng ta đã được biết về CPU độc quyền (IP) thế hệ tiếp theo của ARM là Cortex A76, với kỳ vọng rằng đây sẽ là một yếu tố đột biến, một bước nhảy vọt đáng kể về hiệu năng chưa từng có so với CPU thế hệ trước. Cortex A76 được cho là có thể cạnh tranh thực sự và mang đến những giải pháp thay thế ổn định cho thị trường x86, cung cấp hiệu năng tương đương với những con chip di động tốt nhất của Intel nhưng có mức tiêu thụ điện năng thấp hơn nhiều.
ARM nhìn nhận các thiết bị luôn kết nối được trang bị công nghệ 5G như một cơ hội “vàng ngọc” để tạo ra một chuyển biến trên thị trường laptop. Các nền tảng Snapdragon 835 và 850 mới đây của Qualcomm là những nỗ lực đầu tiên trong việc tạo ra một phân khúc mới dành cho các máy tính nền ARM.
Lộ trình vừa được công bố hôm nay đã tiết lộ tên mã của các nhân CPU hai thế hệ tiếp theo sau A76 – Deimos và Hercules. Cả hai đều có các nhân dựa trên vi kiến trúc A76 mới và sẽ giới thiệu những cải tiến mang tính tiến hóa cùng những cập nhật nhằm tăng cường các nhân Austin.
A76 sẽ là sản phẩm chủ lực của ARM trong năm 2018, và chúng ta sẽ được nghe nhiều hơn về nó khi những thiết bị thương mại đầu tiên với quy trình 7nm xuất hiện vào cuối năm nay và trong những tháng sắp tới. Trong khi đó Deimos sẽ kế vị A76 trong năm 2019, hướng đến phổ cập quy trình 7nm, và Hercules sẽ xuất hiện trên các sản phẩm trong năm 2020 – những sản phẩm đầu tiên ứng dụng quy trình 5nm. Dù chỉ công bố đến đây, nhưng hiện một nhóm của ARM đã và đang làm việc trong một dự án mới nhằm phát triển vi kiến trúc lớn tiếp theo, có thể sẽ kế tục Hercules trong năm 2021.
Trong công bố của mình, ARM cũng nhắc lại các mục tiêu về hiệu năng và điện năng tiêu thụ của A76 so với các nền tảng cạnh tranh từ Intel. Hiện nay, các thông số này được đo bằng hiệu năng của phần mềm SPECint2006 Speed chạy trên hệ điều hành Linux trong quá trình biên dịch bằng GCC7. Các số liệu đo đạc về điện năng tiêu thụ cho chúng ta thấy toàn bộ chỉ số TDP của SoC, có nghĩa là CPU, các bộ điều khiển kết nối và bộ nhớ.
Ở đây, hệ thống nền Cortex A76 chạy ở xung nhịp tối đa 3GHz có hiệu năng ngang ngửa hiệu năng luồng đơn của CPU Intel Core i5-7300U ở xung nhịp tối đa 3.5GHz hoạt động ở chế độ Turbo, trong khi chỉ số TDP lại chỉ dưới 5W so với 15W của hệ thống Intel. Tuy nhiên, kết quả so sánh này không thể hiện rõ tương quan giữa hai CPU; những con số ước tính của ARM ở đây đại diện cho mức tiêu thụ điện năng thực sự khi chạy SPEC luồng đơn, trong khi con số của Intel là con số TDP chính thức của SKU, hiển nhiên không liên quan trực tiếp đến tình huống này.
Chúng ta không có dữ liệu nội bộ để xác nhận những khẳng định của ARM, nhưng con số 15W của Intel thông thường ám chỉ mức TDP cao nhất, khi mà nó là con số TDP chính thức đại diện cho khối lượng công việc khi chạy đa luồng – một bài test rất nhanh về điện năng CB15 ST trên một CPU 7200U ở xung nhịp 3.1GHz cho ra kết quả 9.3W (bao gồm cả điện năng của DRAM), trong khi trên CPU 8250U ở xung nhịp 3.35GHz cho ra kết quả 11W. Nếu dùng bài test SPEC trên x86, kết quả trung bình có lẽ sẽ thấp hơn so với bài test CB15. Ngay cả nếu con số 15W mà ARM công bố trên CPU 7300U là đúng, trong khi kết quả lẽ ra phải trong khoảng 9-11W, thì có lẽ ARM đã sử dụng một trong những điểm hiệu năng kém hiệu quả của Intel khi thực hiện so sánh nói trên. Tất nhiên, điều này không phủ nhận các dữ liệu từ bài test, khi mà tính hiệu quả của A76 tại các xung nhịp nêu trên cũng sẽ không được tối ưu.
Cũng khá thú vị khi ARM sử dụng điểm dữ liệu so sánh 3GHz trên A76 để so sánh hiệu năng, thay vì 3.3GHz mà họ sử dụng tại TechDay trước đây. Thử ước tính điện năng tiêu thụ của A76 trên các thiết bị di động dựa trên các số liệu khác nhau mà ARM tiết lộ, chúng ta có con số 2.3W ở 3GHz. Thông thường, ARM nói “thấp hơn 5W”, có thể họ nói theo cách an toàn để không bị “hớ” vì “hứa hẹn thái quá”, nhưng nếu con số thực sự thấp đến mức 2.3W theo ước tính ở trên, có lẽ chúng ta đã phải thấy họ PR với những con số hấp dẫn hơn nhiều. Xét cho cùng, cho đến khi được trên tay những thiết bị A76 đầu tiên, chúng ta sẽ không biết chắc số liệu chính xác sẽ ra sao, và tại điểm nào trên đường cong tính hiệu quả, con số hiệu năng 3GHz mà ARM dự đoán sẽ dừng lại.
Tiếp theo chúng ta nói về hiệu năng dự đoán của Deimos và Hercules. Đây là điểm mà ARM trực tiếp “xỉa xói” Intel, rằng hãng này trong nhiều năm gần đây không có tiến triển đáng kể nào, đồng thời nhắc lại sự tự tin của mình trong việc duy trì con số hiệu năng CAGR (tỉ lệ tăng trưởng hàng năm) cho các thế hệ tiếp theo.
Trước đây, tại TechDay, ARM đưa ra con số CAGR là 20-25%, trong khi hôm nay họ lại công bố con số “an toàn” hơn, lớn hơn hoặc bằng 15% – tức dự đoán lớn hơn 20% đối với Deimos và 10% đối với các CPU 5nm sau Hercules. 
Công bố hôm nay là một động thái marketing nhằm nỗ lực nhấn mạnh những cam kết về hiệu năng và điện năng tiêu thụ trong một số thế hệ tiếp theo, cố cho thấy rằng ARM có chiến lược và công nghệ sẵn sàng để mang đến cơ hội tăng trưởng thực sự cho thị trường laptop ARM. Như đã nói ở trên, chúng ta chỉ có thể đợi đến khi các thiết kế máy tính thực sự dựa trên nền A76 xuất hiện trong năm 2019 mới có thể biết được liệu hãng có thực hiện được, và thực hiện như thế nào những tuyên bố của mình.
Tham khảo: AnandTech ARM tuyên bố các bộ xử lý tiếp theo của họ sẽ đánh bại chip laptop của Intel