Apple Mac Silicon, quân bài mới của Apple

Trước khi kết thúc năm 2020, Apple đã sẵn sàng công bố một kiến trúc mới ấn tượng cho nền tảng máy tính Macintosh đáng kính của mình. Đây là lý do tại sao phần cứng Apple Silicon mới là một bước đi quan trọng trong tương lai của MacBook.

Tại sao Apple chuyển sang silicon mới?

Trong suốt 4 thập kỷ qua, Apple đã thực hiện một loạt các động thái triệt để nhằm chuyển phần cứng Mac của mình sang các kiến trúc chip hoàn toàn mới và khác biệt về vật chất. Chưa có nền tảng máy tính nào khác thực hiện thành công điều này với quy mô tương tự dù chỉ một lần, chưa kể đến 3 thay đổi nền tảng chính mà Apple đã thực hiện trên Mac, từ 68000 của Motorola trong những năm 1980 sang PowerPC vào những năm 90 và sau đó là Intel x86 trong những năm 2000.

Mỗi lần di chuyển bao gồm những nỗ lực lớn không chỉ cung cấp phần cứng mới mà còn chuyển đổi các nền tảng phần mềm rộng lớn và tạo ra các công cụ phát triển mới để giảm thiểu sự thiếu hụt khi chuyển đổi của người dùng và nhà phát triển. Khi Apple chuyển sang PowerPC vào đầu những năm 90, các nền tảng khác được cho là sẽ hoàn thành quá trình chuyển đổi song song của riêng họ, bao gồm Windows NT của Microsoft, OS/2 của IBM, Commodore Amiga và nhiều nền tảng khác.

Khả năng duy nhất của Apple để hoàn thành thành công việc chuyển đổi sang PowerPC rất phức tạp do các công ty khác không làm được điều tương tự, dẫn đến việc Apple cuối cùng chỉ có người dùng PowerPC duy nhất. Khó khăn của quá trình chuyển đổi đó và kết quả không mong đợi có thể cho thấy rằng trong nhận thức muộn màng, rốt cuộc Apple đang phạm phải một sai lầm khi thực hiện một nhiệm vụ phức tạp và đầy rủi ro như vậy.

Mặt khác, việc Apple chuyển sang sử dụng Intel Macs khoảng một thập kỷ sau được ca ngợi là một bước đi chiến lược tuyệt vời, cho phép Apple thâm nhập vào các thị trường mới và cuối cùng là mở rộng đáng kể nền tảng Mac của mình. Tuy nhiên, việc Apple chuyển sang dùng chip của Intel bắt đầu từ năm 2006 phần lớn là nhờ kinh nghiệm chuyển đổi sang PowerPC trước đây của công ty trong việc học cách thực hiện quá trình chuyển đổi như vậy.

Quá trình chuyển đổi sang Apple Silicon đã được tiến hành trong một thập kỷ

Apple có lợi gì khi một lần nữa chuyển sang kiến trúc chip hoàn toàn mới trong năm nay, lần này công ty sử dụng kiến trúc silicon tùy chỉnh theo thiết kế của chính hãng thay vì mua chip bán sẵn cho bất kỳ nhà sản xuất PC nào.

Theo nhiều cách khác nhau, việc nhà sản xuất Mac chuyển sang "Apple Silicon" không hoàn toàn mới. Công ty này đã phát triển tùy chỉnh "hệ thống trên một chip" Silicon từ năm 2008, một nỗ lực tương tự chip A4 trên iPhone 4, iPad đời đầu.

Bắt đầu từ năm 2016, Apple bắt đầu xuất xưởng các máy Mac được trang bị T1, một SoC tùy chỉnh được thiết kế để xử lý bảo mật Touch ID và cung cấp các tính năng Bộ điều khiển quản lý hệ thống giúp phân biệt máy Mac của Apple với máy tính Intel khác. Ngay cả trước T1, bộ vi điều khiển SMC tùy chỉnh của Apple đã có khả năng quản lý năng lượng của máy Mac, sạc pin, chế độ ngủ và ngủ đông, chế độ hiển thị video và các tính năng khác tùy chỉnh và nâng cao trải nghiệm Mac.

Kể từ năm 2017, các máy Mac mới đã có SoC T2 tiên tiến hơn. Con chip 64-bit này xử lý mọi thứ, từ mã hóa đĩa đến xử lý hình ảnh và các tính năng được kích hoạt khác nhau, từ iPad Sidecar đến Hey Siri. Vài năm gần đây, máy Mac T2 thực sự là máy Mac Silicon của Apple với bộ xử lý Intel cung cấp khả năng tương thích phần mềm x86 nguyên bản!

Làm thế nào máy Mac được kết nối với chip Intel?

Các máy Mac Intel của Apple hiện đang sử dụng kiến trúc Intel x86 giống như các máy tính tiêu chuẩn công nghiệp chạy Windows hoặc Linux. Trên thực tế, chip Intel trong các máy Mac ngày nay vốn dĩ là thứ giúp máy Mac dễ dàng chạy phần mềm Windows hoặc chạy một phiên bản máy chủ Linux. Tính tương đồng và khả năng tương thích ban đầu được coi là lý do chính để Apple chuyển sang dùng chip Intel vào năm 2006.

Trước sự thay đổi đó, máy Mac của Apple sử dụng chip PowerPC có thể tự hào về một số lợi thế kỹ thuật so với chip x86. Tuy nhiên, PowerPC ngày càng phải vật lộn để bắt kịp tốc độ phát triển x86 cạnh tranh của Intel chỉ đơn giản là do các yếu tố kinh tế.

Đến năm 2004, Apple là nhà cung cấp quan trọng duy nhất còn lại sử dụng chip PowerPC. Phần còn lại của thế giới máy tính để bàn chủ yếu tập trung vào chip x86 của Intel, tạo ra quy mô kinh tế rộng lớn hỗ trợ Intel tiếp tục đầu tư vào các thế hệ chip x86 trong tương lai của mình.

Với doanh số bán máy Mac chỉ tăng dần và không còn triển vọng mở rộng nhu cầu đối với chip PowerPC, các đối tác sản xuất đằng sau kiến trúc PowerPC thiếu sự hỗ trợ tài chính an toàn cần thiết để duy trì tương đương với tốc độ phát triển silicon không ngừng của Intel.

Việc phát triển các thế hệ chip mới là công việc cực kỳ tốn kém mà đơn giản là không thể có đủ tài chính cạnh tranh bởi một nhà sản xuất PC duy nhất chỉ xuất xưởng khoảng 3.3 triệu máy Mac mỗi năm. Năm 2004, PC chạy Windows bán chạy hơn Mac với hệ số 56. Các nhà sản xuất PC đã bán được 182.5 triệu chiếc trong năm đó, tạo ra khoảng cách lớn giữa nền tảng PowerPC Mac và nền tảng PC Intel.

Việc Apple nhảy từ PowerPC sang Intel đã xóa bỏ cách biệt đó và mang lợi thế quy mô của Intel đến với Mac, giúp Apple dễ dàng hơn đáng kể trong việc không chỉ theo kịp các đối thủ phần cứng mà còn đổi mới theo những cách khác góp phần làm cho máy Mac trở nên có giá trị hơn PC. Bản thân macOS của Apple là một ví dụ chính về điều đó, tăng thêm giá trị độc đáo cho nền tảng của Apple về khả năng sử dụng, bảo mật và sức hấp dẫn.

Vào năm 2012, Horace Dediu đã mô tả cho Asymco về cách Apple xoay chuyển vị trí thống trị của Microsoft trong lĩnh vực PC, nêu chi tiết cách các máy Mac Intel khác biệt của họ đã nhanh chóng thay đổi thị phần máy Mac trên tổng số máy tính được bán ra.

Apple đã xây dựng một nền tảng mới không phải của Intel

Một sự thay đổi rất quan trọng khác bắt đầu xảy ra ngay sau khi Steve Jobs lần đầu tiên ra mắt máy Mac Intel đầu tiên của Apple vào năm 2006. Năm tiếp theo, Apple ra mắt iPhone, tiếp theo là máy tính bảng iPad chạy iOS vào năm 2010.

Trong thập kỷ tới, nền tảng phần mềm di động iOS mới của Apple (dựa trên macOS) ít nhất sẽ lớn hơn và được cho là một nền tảng phát triển và phần mềm có ảnh hưởng lớn hơn Windows, Linux, ChromeOS hoặc bất kỳ thứ gì khác trong sự bùng nổ mới nổi của thị trường di động.

Điều quan trọng là nền tảng Apple mới đó không cần chip Intel. Doanh số iPad mở rộng nhanh chóng đã đưa Apple trở thành nhà sản xuất máy tính bảng hàng đầu thế giới. Thực tế là iPad và iPhone đã thay thế vai trò của PC trong khi tạo ra thị trường mới cho điện toán di động mà PC dựa trên Intel không thể sánh kịp. Đó là một sản phẩm mới sáng tạo có thể cạnh tranh hiệu quả với một sản phẩm thay thế hiện có, phức tạp hơn và đắt tiền đang "phục vụ quá mức" thị trường.

Bất chấp những nỗ lực khác nhau của Microsoft để tạo ra "Windows di động" của riêng mình; những nỗ lực khác nhau của Intel nhằm thúc đẩy doanh số bán chip x86 di động của mình bởi các nhà sản xuất Linux và Android; và nỗ lực của Google trong việc sao chép iPad của Apple bằng Android và cũng chống lại nó bằng PC hoặc netbook "Chrome" dựa trên web của riêng mình, không công ty nào khác có thể phát triển một nền tảng ứng dụng điện toán di động có khả năng cạnh tranh thương mại với hệ điều hành iOS và iPad của Apple trên quy mô tương tự, và với kết quả thương mại tương tự.

Các nền tảng di động đối thủ sẽ là "bàn đạp" để iOS "dẫm lên"

Trên thực tế, không ai khác có thể đạt được thành công của Apple bởi vì không ai thực sự sao chép được những gì Apple đang làm. ChromeOS đến gần nhất: giống như Intel Macs, ra mắt một hệ điều hành duy nhất trên phần cứng tương đối tiêu chuẩn. Google cũng không đạt được bất kỳ sự chấp nhận nào cho ChromeOS bên ngoài các trường học ở Hoa Kỳ đang tìm kiếm phần cứng rất rẻ.

Những nhà sản xuất Android đã ra mắt rất nhiều điện thoại thông minh, nhưng giá trị của nền tảng Android đã bị chia cắt giữa các cửa hàng ứng dụng và nền tảng phần cứng. Thay vì thúc đẩy nền kinh tế theo quy mô mà Apple không thể sánh được, điểm chung của những nhà sản xuất Android phần lớn chỉ hỗ trợ một tiêu chuẩn ngành quan trọng hơn: phần cứng kiến trúc ARM.

Bởi vì Apple cũng đang sử dụng chip ARM trong các thiết bị iOS của mình, nó được hưởng lợi rất nhiều từ việc sử dụng kiến trúc ARM phổ biến trong ngành, bao gồm tất cả các nỗ lực tập thể đổ vào phát triển silicon ARM và các công cụ phần mềm, trình biên dịch, trình biên dịch và các nỗ lực khác của ARM.

Vì vậy, trong khi Mac đang tận dụng tính phổ biến của PC của Intel để nâng cao giá trị độc nhất của macOS so với Windows hoặc Linux, doanh số bán thiết bị di động của Apple đang tận dụng kiến trúc ARM để hỗ trợ iOS và iPadOS như những lựa chọn thay thế vượt trội cho Android.

Nhưng cũng có một sự khác biệt: trong khi máy tính để bàn x86 của Intel đại diện cho một nền tảng bộ xử lý độc quyền, thì kiến trúc ARM di động là một công nghệ mà Apple có thể cấp phép và tự phát triển độc lập, tăng thêm giá trị độc đáo ở phương diện chipset giống như cách họ đã làm trong phần mềm với macOS, iOS và iPadOS.

Ôm lấy, mở rộng, dập tắt

Bằng cách chuyển các thế hệ máy Mac trong tương lai sang silicon cải tiến độc đáo của riêng mình, Apple một lần nữa có thể hưởng lợi từ cả lợi thế kinh tế chung về quy mô và những tiến bộ độc quyền làm tăng thêm giá trị độc đáo. Đáng chú ý là các đối thủ khác trong không gian PC và di động đã thử nhưng không làm được điều này.

Cả Samsung và LG đều đã cố gắng mua lại và phát triển các nền tảng phát triển phần mềm độc đáo của riêng họ với Tizen và webOS. Tuy nhiên, bên ngoài các thị trường nhỏ hơn dành cho TV và đồng hồ thông minh, Android đã chặn một cách hiệu quả khả năng thúc đẩy doanh số bán phần mềm khác biệt trên phần cứng tiêu chuẩn, cho dù là điện thoại, máy tính bảng hay máy tính xách tay.

Tương tự, Huawei cũng tuyên bố rằng họ sắp giới thiệu nền tảng hệ điều hành của riêng mình sau khi Mỹ chặn công ty sử dụng Android của Google. Nhưng điều này chỉ đơn thuần làm gián đoạn doanh số bán hàng của Huawei, bởi vì những người mua Android hiện tại không muốn có một thiết bị thay thế Android không tiêu chuẩn, không tương thích.

Android được cho là đối thủ nặng ký nhất có thể chống lại Apple. Tuy nhiên, các nhà sản xuất Android lại quá phụ thuộc vào Google và các chính sách của Google, đồng thời ngăn chặn sự đổi mới với nền tảng phần mềm của riêng họ.

Theo hướng khác, Microsoft đã nhiều lần nỗ lực chuyển PC Windows và thiết bị di động từ Intel sang ARM, tận dụng lợi thế di động của kiến trúc ARM. Nhưng Microsoft thiếu khả năng của Apple trong việc chuyển toàn bộ nền tảng của mình sang một kiến trúc chip mới vì phần lớn nền tảng Windows của Microsoft được phân phối bởi những người có giấy phép PC.

Một số ít thiết bị Windows-on-ARM mà Microsoft và các đối tác vận chuyển chỉ đơn giản là chia nhỏ nền tảng Windows mà không mang lại giá trị gia tăng đáng kể. Không giống như Apple, Microsoft cũng không có chuyên môn về silicon của riêng mình, chỉ đơn giản là phụ thuộc vào Qualcomm chứ không phải Intel, và phân chia cả hai kiến trúc chip giống như cách mà Google hỗ trợ cho cả ARM và Intel trong Android là một trách nhiệm pháp lý thay vì thực tế lợi thế.

Apple Silicon mang đến cho máy Mac lợi thế nền tảng mới

Khi chuyển từ chip Intel x86 sang Apple Silicon SoC của riêng mình, máy Mac sẽ mất một số khả năng tương thích phần cứng mà chúng có được vào năm 2006. Tuy nhiên, kể từ đó có hai điều đã thay đổi. Đầu tiên, nhu cầu chạy Windows đã giảm đáng kể đối với nhiều người. Thứ hai, bản thân Microsoft đã phát triển khả năng chạy Windows trên ARM.

Nên mua máy Mac chạy Intel bây giờ hay chờ Apple đưa chip

Song song đó, Apple Silicon Macs sẽ có khả năng chạy phần mềm ARM được phát triển cho iOS. Điều đó không chỉ có nghĩa là việc phát triển iOS trên máy Mac và di chuyển ứng dụng iOS sang chạy trên máy Mac sẽ dễ dàng hơn một chút mà còn giúp cả Apple và các nhà phát triển bên thứ ba phát triển các công cụ phần mềm và mã chuyên dụng dễ dàng hơn không chỉ CPU Kiến trúc ARM mà còn cả các động cơ silicon khác mà Apple đã phát triển, bao gồm GPU Apple tùy chỉnh, Công cụ thần kinh và các tính năng như bộ tăng tốc học máy AMX của nó.

Đối với hầu hết người dùng, những lợi thế mới này từ Apple Silicon sẽ có giá trị hơn nhiều so với việc chạy phiên bản x86 của Windows nguyên bản.

Cũng lưu ý rằng tất cả các động cơ xử lý silicon tùy chỉnh này, mỗi bộ điều chỉnh cho các loại hoạt động cụ thể, chỉ có tuổi đời vài năm. Được thúc đẩy bởi doanh số liên tục của iPhone, iPad và Apple Silicon Macs, sự phát triển trong tương lai của Apple Silicon SoC có thể thích ứng để xử lý các chức năng mới chuyên biệt phát triển trong tương lai gần.

ARM nhỏ bé đã cứu cánh vận mệnh của “đế chế” Apple như thế nào?

Bằng cách sử dụng các thiết kế silicon của riêng mình ở khắp mọi nơi, Apple không chỉ có thể cải tiến Mac mà còn nhanh chóng đưa các công nghệ mới tiên tiến hơn vào các sản phẩm mới khác, từ các loại thiết bị đeo mới đến thiết bị gia đình.

Thay vì bị mắc kẹt với kiến trúc Intel x86 cơ bản được tối ưu hóa để mang lại trải nghiệm PC cổ điển, Apple có thể cải tiến máy Mac Apple Silicon của mình để cung cấp máy tính xách tay và máy tính để bàn, chia sẻ nhiều tầm nhìn hơn cho các thiết bị không chỉ tính toán mà còn làm mờ ranh giới giữa phần cứng và phần mềm trong mô hình Apple Watch và tích hợp liền mạch với các thiết bị khác trong mô hình liên tục.

T2 Apple Silicon

Apple đã theo đuổi các mục tiêu này bằng cách tích hợp các bộ phận lớn của chip A-series hiện có của mình vào các máy Mac gần đây theo cách T2, mang đến codec tùy chỉnh, bộ điều khiển lưu trữ và các tính năng bảo mật của Apple như Secure Enclave cho máy Mac.

Khi tiến thêm một bước nữa để thay thế CPU của Intel, GPU tích hợp của nó và các tính năng khác hiện được xử lý bởi chip x86 và phần cứng hỗ trợ được phát triển xung quanh kiến trúc x86 của Intel, Apple hoàn toàn có thể đưa các máy Mac trong tương lai theo một hướng mới sẽ bỏ lại phía sau các PC tiêu chuẩn. giống như cách mà iPad đã bỏ rơi những chiếc máy tính bảng Android hoặc cách mà chipset của iPhone đã nhanh chóng tiến bộ vượt xa những gì thậm chí có sẵn trong điện thoại Android.

Trong mười năm qua, các máy Mac ngày càng bị kiến trúc x86 của Intel kìm hãm nhiều hơn những gì chúng được hưởng lợi từ tính kinh tế theo quy mô của nó. Bây giờ là thời điểm hoàn hảo để chuyển các máy Mac di động sang silicon học máy và hình ảnh tinh vi hơn, tiết kiệm điện hơn nhiều, chia sẻ lợi thế về quy mô với phần cứng iOS của chính Apple.

Ngoài ra, Apple sẽ đạt được một lợi ích lớn khác: tận dụng công nghệ sản xuất silicon 5nm tiên tiến của TSMC, vượt xa năng lực sản xuất chip 10nm hiện tại của Intel trong chip Ice Lake x86 thế hệ thứ mười của họ.

Đây cũng là một tổn thất lớn đối với Intel, vì Apple đại diện cho một trong những khách hàng có giá trị và yêu cầu công nghệ cao nhất. Với việc Microsoft và các nhà sản xuất PC khác cũng chuyển một số hoạt động sản xuất của họ sang các nhà sản xuất chip thay thế khác nhau, nền tảng Intel x86 sẽ bị suy yếu đáng kể về tính kinh tế theo quy mô, điều này cũng sẽ gây bất lợi cho mọi nhà sản xuất PC dựa vào Intel để giúp họ giữ được vị thế ngang hàng với Táo.

Hãy nhớ lại rằng chính Intel đã thúc đẩy nỗ lực trong toàn ngành nhằm kêu gọi các nhà sản xuất PC phân phối máy tính xách tay siêu nhẹ có thể cạnh tranh với MacBook Air của Apple.

Với việc Intel ngày càng không thể giúp các đối thủ cạnh tranh PC sao chép chiến lược của Apple, chúng ta có thể thấy Mac vượt lên trước PC với tốc độ giống như cách mà iPad tiến xa hơn các máy tính bảng khác hoặc Apple Watch bỏ lại các đồng hồ thông minh khác, iPhone chiến thắng Android.

Đó sẽ là một bước phát triển quan trọng vì các máy tính dưới sự kiểm soát của Intel trước đây không phát triển nhanh như các thiết bị di động. Đây cũng là một sự phát triển có thể thúc đẩy các công ty khác thử các cách tiếp cận mới thay vì chỉ tạo ra nhiều hộp PC chung chung được bọc xung quanh nền tảng Intel và chạy hệ điều hành Microsoft.

Nếu họ không thể cạnh tranh, chúng ta có thể sẽ thấy một đợt nở rộ mới trong doanh số bán máy Mac mang đến máy tính tiên tiến hơn, được kết nối và mạnh mẽ hơn cho người dùng sáng tạo, cho doanh nghiệp, cho giáo dục và những nơi khác, thúc đẩy những tiến bộ tương tự trong máy tính để bàn như chúng ta đã thấy trong điện thoại và máy tính bảng.

Và nếu bất kỳ ai khác có thể cạnh tranh, chúng ta sẽ thấy những tiến bộ kỹ thuật thậm chí còn rộng lớn hơn thúc đẩy trạng thái nghệ thuật nhanh hơn nữa.

Xem thêm:

Xem thêm