Chip ARM sẽ sớm thay thế x86 trên server

Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Siêu điện toán Barcelona (Tây Ban Nha) dự đoán chip di dộng sẽ thay thế nền tảng x86 đắt đỏ và ngốn pin vốn đang thống trị trên các hệ thống máy tính hiệu suất cao trong tương lai gần.

Trận chiến vi xử lý và sự tuần hoàn của lịch sử

Năm 1993, các bộ xử lý vector thống trị trên những mẫu siêu máy tính nhanh nhất thế giới thuộc nhóm Top 500. Đầu thập kỷ trước, chip RISC (viết tắt của Reduced instruction set computing) có giá thấp hơn bắt đầu giành lấy thị trường của vi xử lý vector. Tuy vậy, thời kỳ hưng thinh của RISC cũng không kéo dài mãi, các mẫu chip giá thấp hơn như Intel Xeon hay AMD Opteron sau đó đã “soán vị” những sản phẩm này và hiện được sử dụng trên hơn 400 siêu máy tính nhanh nhất hiện nay.

Các mẫu chip như Intel Xeon có thể giành ngôi vương từ RISC là nhờ có giá thấp hơn.

Nói đến khả năng vi xử lý di động có thể thay thế x86, nhóm nghiên cứu cho biết: “Lịch sử sắp sửa lặp lại”. Mọi câu chuyện đều có một điểm chung là sản phẩm thay thế ra sau luôn rẻ và tiết kiệm năng lượng đáng kể hơn trước.

“ Chip di động không nhanh hơn (nền tảng x86) nhưng giá bán của chúng thấp hơn nhiều”, các nhà nghiên cứu nhận định. Hiện nay, hầu hết smartphone và tablet hiện nay đều sử dụng vi xử lý tiết kiệm điện năng của ARM. Trong khi đó, Intel, hãng sản xuất chip lớn nhất thế giới, cũng đang cố gắng cạnh tranh trên thị trường di động với chip Atom dựa trên nền tảng x86 nhưng chưa tạo ra được nhiều thành công lớn.

Sự xâm lấn của chip ARM

Vấn đề được các công ty quan tâm nhất khi nghĩ đến việc đưa vi xử lý di động vào hệ thống server của mình là giảm số tiền điện phải chi trả. Bên cạnh việc tiết kiệm năng lượng, các sản phẩm này cũng được đánh giá là phù hợp cho các tác vụ nhỏ được lặp đi lặp lại nhiều lần, ví dụ như xử lý lệnh tìm kiếm hay lệnh “like” trên mạng xã hội. Trong khi đó, những chip như Xeon hay Opteron lại phù hợp hơn phần mềm đòi hỏi hệ thống phải có hiệu suất cao, ví dụ ứng dụng cơ sở dữ liệu lớn hay hệ thống ERP (viết tắt của Enterprise Resource Planning hay hệ thống Hoạch định Nguồn lực Doanh nghiệp).

Hầu hết các server và siêu máy tính hiện nay đều dùng chip nền tảng x86. Ảnh: Flickr.

Với ý muốn tạo ra được hệ thống có hiệu suất được cải thiện trên từng watt điện, Trung tâm Siêu điện toán Barcelona đã đưa thành công chip Nvidia Tegra 3 bốn lõi nền tảng ARM Cortex-A9 và Samsung Exynos 5 lõi kép nền tảng ARM Cortex A15 vào các server thử nghiệm. Sau đó, nhóm nghiên cứu kiểm tra hiệu năng hệ thống dùng chip ARM với server dùng chip Intel Core i7-2760QM tốc độ 2,4 GHz.

Kết quả cho thấy nếu tính về hiệu suất lõi đơn, chip ARM tiết kiệm điện năng hơn sản phẩm của Intel và hoàn toàn phù hợp cho môi trường máy tính hiệu suất cao. Trong khi đó, nếu tính về hiệu năng đa lõi, vi xử lý nền tảng ARM cũng có thể sánh ngang với x86 về tần số đồng hồ (clock frequency) nhưng chỉ xét riêng về hiệu năng thì chip Intel vẫn đạt kết quả cao nhất. Khi so sánh kết quả benchmark của hai mẫu chip Tegra 3 và Exynos 5 thì vi xử lý Samsung có tốc độ cao hơn Nvidia tới 1,7 lần nếu tính trên quy mô lõi đơn.

Mới đây, HP vừa giới thiệu server Moonshot sử dụng chip Atom tiết kiệm diện năng của Intel. Tuy nhiên, trong tương lai, hãng có thể giới thiệu các hệ thống Moonshot dùng chip ARM của Texas Instruments hay Calxeda. Một công ty khác là Dell cũng đang sản xuất thử nghiệm máy chủ dùng vi xử lý ARM và đang tính đến việc đưa chip tiết kiệm điện năng lên siêu máy tính.

Tương lai của vi xử lý ARM

Mặc dù có nhiều lợi thế về hiệu suất và tiết kiệm năng lượng nhưng điều này không đồng nghĩa với việc vi xử lý ARM là hoàn hảo. Các nhà nghiên cứu Tây Ban Nha cho biết chip ARM mới dừng lại ở thiết kế 32-bit, đồng nghĩa với việc bộ nhớ bị giới hạn. Thêm vào đó, chúng còn thiếu mất những tính năng như công nghệ sửa lỗi hay giao tiếp I/O tiêu chuẩn.

Chip di động có thể giành lấy thị trường của Intel x86 trong tương lai. Ảnh: Androidauthority.

Để khắc phục các nhược điểm của chip 32-bit, AMD đã giới thiệu thiết kế 64-bit. Các hãng như Calxeda, AMD và AppliedMicro được kỳ vọng sẽ sớm tung ra chip ARM 64-bit với một loạt tính năng mạng và giao tiếp I/O trong tương lai.

Nhóm nghiên cứu của Trung tâm Siêu điện toán Barcelona dự đoán khi thị trường server cho chip ARM phát triển, các thách thức về kỹ thuật sẽ được giải quyết. Đồng thời, sự cạnh tranh quyết liệt sẽ kéo giá bán của sản phẩm xuống hơn nữa.

Theo VNE