Thật dễ dàng để nghĩ về không gian CPU máy tính để bàn như một sự độc quyền: một mặt, cuối cùng thì Intel cũng đã chuyển từ làm mới Skylake sau khi làm mới Skylake với các bộ phận Alder Lake thế hệ thứ 12 của năm nay. Mặt khác, bạn có một AMD đang hồi sinh mang lại những cải tiến lớn cho IPC và số lượng lõi qua các thế hệ Ryzen kế tiếp.
Trong lĩnh vực CPU dành cho người tiêu dùng, đó là cuộc chiến hai bên. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là không có bất kỳ CPU máy tính để bàn nào khác tồn tại. Hãy xem xét kỹ hơn và bạn sẽ nhanh chóng nhận ra rằng không gian CPU đa dạng hơn rất nhiều.
Từ các thiết kế Arm hiệu suất cao cho đến các chip chuyên dụng của chính phủ Nga, có rất nhiều chip không phải của Intel và không phải của AMD cung cấp năng lượng cho các máy tính để bàn kích thước đầy đủ. Trong một số trường hợp, chẳng hạn như dòng chip Zhaoxin Kaixian, bạn thậm chí có thể chạm tay vào chúng thông qua các kênh phù hợp. Vì vậy, ai đang tạo ra những CPU này? Họ trông như thế nào? Làm thế nào nhanh là họ? Và bạn có thể chơi trò chơi trên chúng không? Hãy cùng xem và tìm hiểu nhé.
Ví dụ điển hình về việc Arm sẽ thách thức hiện trạng trên máy tính để bàn. Năm ngoái, Apple đã phát hành những chiếc MacBook mới có vẻ ngoài giống hệt với thế hệ Intel trước đó, nhưng bên trong Apple đã lặng lẽ khởi động một cuộc cách mạng trong không gian PC. Máy Mac M1 có SoC Apple 5nm, có lõi Arm tùy biến cao. Từ quan điểm kiến trúc, M1 có nhiều điểm chung với chip A14 Bionic của iPhone hơn là các bộ phận x86 định hướng di động của AMD hoặc Intel.
M1 yêu cầu lớp dịch Rosetta để chuyển đổi mã x86 thành thứ mà M1 có thể thực thi. Bất chấp chi phí hoạt động đối với các ứng dụng cũ, M1 thực sự có thể vượt trội hơn Intel Comet Lake trong một số khối lượng công việc x86. Sau đó, trong các ứng dụng gốc, nó có thể phá hủy sự cạnh tranh.
Apple có kế hoạch loại bỏ dần chip x86 trong máy Mac trong vài năm tới. Trên toàn cầu, macOS có ít hơn 7% thị phần trên thị trường PC. Điều này có nghĩa là các bộ phận Apple Silicon sẽ không thay thế một cách kỳ diệu những thứ như Tiger Lake U. Tuy nhiên, việc Apple chuyển sang M1 có thể sẽ thúc đẩy các nhà sản xuất khác coi trọng Arm trên PC.
Từ năm 2012, Microsoft Surface RT đã giới thiệu một Arm SoC chạy một phiên bản Windows. Tuy nhiên, tốc độ, khả năng tương thích ứng dụng và một loạt vấn đề khác đã khiến Arm trên PC không được chú ý. M1 có thể là một dấu hiệu của những điều sắp tới, với nhiều loại sản phẩm hơn như Samsung Galaxy Book S được trang bị Qualcomm 8cx. Arm trên PC vẫn còn trong những ngày đầu. Tuy nhiên, 5 năm nữa, những con chip không phải của Intel, không phải của AMD có thể xuất hiện phổ biến trên máy tính để bàn và máy tính xách tay. Và phần lớn trong số đó sẽ là máy Arm.
Chip Arm dành cho máy tính để bàn và máy tính xách tay ngày càng trở nên phổ biến. Nhưng còn các lựa chọn thay thế trong không gian x86 thì sao? Chỉ một số ít nhà sản xuất: Intel, AMD, VIA và DMP Electronics có giấy phép x86. Intel và AMD là những đại lượng đã biết. DMP là nhà sản xuất fabless của Đài Loan chịu trách nhiệm về dòng chip nhúng Vortex86, được tìm thấy trong một số hộp giải mã tín hiệu số và trong lĩnh vực công nghiệp.
Điều đó rời khỏi VIA. Năm 2013, họ thành lập Zhaoxin dưới hình thức liên doanh với chính quyền thành phố Thượng Hải, như một phần nỗ lực của Trung Quốc nhằm giảm sự phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài. VIA tiếp tục sở hữu cổ phần thiểu số trong Zhaoxin và – quan trọng là – cung cấp giấy phép x86, cho phép Zhaoxin tạo CPU máy tính để bàn của riêng mình.
CPU Zhaoxin Kaixian được xây dựng trên quy trình 16nm. KaiXian-U6880A, con chip cao cấp nhất của họ, thực sự có thể được mua và cài đặt vào hệ thống chơi trò chơi, giả sử bạn sống ở Trung Quốc. Đó là một phần 8 nhân chạy ở xung nhịp tương đối thấp 3,0 GHz. U6880A thiếu siêu phân luồng, đồng hồ “tăng cường” hoặc bộ đệm L3. Điểm chuẩn chỉ ra rằng U6880A có hiệu suất ít nhiều ngang bằng với APU AMD A10-9700 lõi tứ, một sự phát triển của các thiết kế Bulldozer cũ hơn của AMD vào khoảng năm 2016.
U6880A không chính xác là cái mà chúng tôi gọi là CPU chơi game “tốt”: chúng tôi đang xem xét một bộ phận thường vượt trội so với Athlon 200GE lõi kép. Tuy nhiên, CPU Zhaoxin đủ để cung cấp tốc độ khung hình trên 30 FPS trong các tựa game AAA như Hitman 3 và Far Cry 5.
Dòng KX-7000 thế hệ tiếp theo của Zhaoxin được cho là được xây dựng trên quy trình 7nm. Điều này mở ra cơ hội cho tốc độ xung nhịp cao hơn và hiệu quả cao hơn. Vẫn còn phải xem những bộ phận này sẽ đối đầu với Alder Lake và Zen 4 như thế nào. Tuy nhiên, khả năng dẫn đầu về hiệu suất thô không phải là vấn đề chính xác ở đây. Đó là một giải pháp thay thế x86 của Trung Quốc phát triển trên thị trường có thể xử lý hầu hết các khối lượng công việc thông thường một cách dễ dàng.
Được đặt tên theo Núi Elbrus, điểm cao nhất ở Liên bang Nga, kiến trúc Elbrus là một nỗ lực khác nhằm tự túc về công nghệ. Tuy nhiên, không giống như chip của Zhaoxin, Elbrus được thiết kế chỉ để đáp ứng nhu cầu điện toán an toàn của chính phủ Nga: bạn sẽ không thấy bất kỳ bộ phận Elbrus nào dành cho người tiêu dùng trong các cửa hàng phần cứng ở Moscow.
Chính phủ Nga có hai mục đích sử dụng chính cho Elbrus: máy chủ HPC cho học viện và nghiên cứu, và PC đầu cuối an toàn cho quân đội và các lĩnh vực nhạy cảm khác.
MCST, một nhà sản xuất chất bán dẫn của Nga được thành lập từ nhóm nghiên cứu khoa học máy tính hàng đầu của Liên Xô, đã chế tạo chip dựa trên Elbrus ISA trong gần 30 năm. Đây không phải là chip x86. Tuy nhiên, Elbrus có tính năng dịch nhị phân, giống như Apple M1. Điều này cho phép phần cứng Elbrus chạy các chương trình x86 và môi trường hệ điều hành như Windows.
Chỉ vài tháng trước, MCST đã tiết lộ Elbrus 16S. Đây là con chip 16nm chạy ở tốc độ 2,0 GHz, cung cấp tốc độ điện toán lên tới 1,5 TFLOP. Thật thú vị, Elbrus-16S hỗ trợ triển khai bốn ổ cắm với RAM lên tới 16TB – điều không thể thực hiện được ngay cả trên phần cứng máy chủ hàng đầu và AMD và Intel.
Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Ấn Độ đã công bố nền tảng dựa trên RISC-V này vào năm 2018. Các xưởng đúc silicon của Ấn Độ vẫn còn sơ khai. Do đó, bộ xử lý dòng Shakti E mới nhất được xây dựng trên quy trình 180nm và xung nhịp lên tới 100 MHz. Đây không phải là những con chip được chế tạo cho khối lượng công việc phổ thông. Thay vào đó, dòng E của Shakti tập trung vào IoT công suất thấp và các trường hợp sử dụng nhúng, chẳng hạn như cảm biến.
Trong khi IP Shakti cốt lõi được phát triển với sự tài trợ của chính phủ, một nhà máy Ấn Độ non trẻ, InCore Semiconductors sản xuất chip Shakti tùy chỉnh cho một nhóm khách hàng khu vực tư nhân hạn chế. Chắc chắn sẽ mất một thời gian trước khi ngành công nghiệp bán dẫn của Ấn Độ bắt kịp với những công ty như Intel (hoặc thậm chí là Zhaoxin). Tuy nhiên, đó là một bước trên lộ trình. Ở đây và bây giờ, chip Shakti có thể được triển khai trong nhiều khối lượng công việc IoT thương mại và định hướng của chính phủ. Có lẽ chúng ta sẽ không thấy CPU máy tính để bàn Made in India trong ít nhất 5 năm tới, nhưng nền tảng chắc chắn đã được đặt ra.
Intel và AMD tiếp tục có sự hiện diện thống trị trong không gian CPU dành cho máy tính để bàn. Trừ khi bạn sống ở Trung Quốc hoặc làm việc cho chính phủ Nga, thiết bị hỗ trợ Apple M1 là lựa chọn thay thế duy nhất mang lại hiệu suất cạnh tranh. Tuy nhiên, giữa những nỗ lực tự cung tự cấp của các chính phủ trên toàn thế giới và sự gia tăng chậm chạp của Arm trên PC, không gian CPU dành cho máy tính để bàn sắp trở nên đa dạng hơn rất nhiều.
Cuối thập kỷ trông như thế nào? Chúng tôi cho rằng các bộ phận của Intel và AMD sẽ vẫn phù hợp. Nhưng rất có thể bạn đang chạy máy tính để bàn Arm hoặc thứ gì đó kỳ lạ hơn.