Máy chủ ARM sẽ sớm xuất hiện, nhưng giá chưa rẻ

Mặc dù kiến trúc x86 vẫn thống trị lãnh địa PC, nhưng đã xuất hiện thêm một xu hướng mới với chip ARM.

Đã có nhiều dấu hiệu cho thấy điều đó. Hồi năm ngoái, Dell đã thừa nhận đang phát triển dòng máy chủ dùng chip ARM. Cũng vào năm ngoái, động thái mua lại Agnilux của người khổng lồ Google được đồn đoán là để thiết kế các máy chủ dùng chip ARM.

Nhà sản xuất ARM Holdings không tự sản xuất chip mà cấp phép thiết kế cho các hãng sản xuất như Samsung, Texas Instruments và Qualcomm.

Những con chip ARM đã đem lại sức mạnh cho đạo binh hùng hậu các thiết bị di động trên khắp thế giới những năm qua. Tuy nhiên, ngoài ĐTDĐ và máy tính bảng, các chip ARM vẫn chưa thấy xuất nhiều trên các thiết bị khác.

Mới đây, ARM Holdings đã giới thiệu thế hệ bộ xử lý 4 nhân Cortex A15 2,5GHz mới nhất rất thích hợp cho các máy chủ, với khả năng đánh địa chỉ bộ nhớ lên tới 40-bit và tăng cường ảo hóa. Tuy vậy, các chip ARM vẫn chưa thể so sánh được với các chip Intel hay AMD về hiệu năng, và rõ ràng chúng chưa phải là đối thủ của x86 khi được tích hợp vào các máy chủ.

Thế nhưng, để sản xuất các máy tính tiêu thụ điện năng thấp, thì chip ARM lại chiếm ưu thế vượt trội so với x86. Các nhà sản xuất nhận thấy so về tỷ suất sức mạnh trên mỗi watt, dùng chip ARM có lợi hơn nhiều.

Intel đang cảm thấy áp lực do bị tấn công từ nhiều hướng, bởi nhiều công ty đã sản xuất chip ARM. Hồi đầu năm, Nvidia công bố bộ xử lý Denver theo cấu trúc ARM cho máy chủ và máy tính để bàn. Marvell còn sớm hơn với kế hoạch sản xuất chip cho máy chủ được công bố từ cuối năm ngoái.

Gần đây nhất là công bố của Calxeda, với thiết kế chip ARM cho máy chủ 480 nhân (sử dụng 120 bộ xử lý 4 nhân). Các chip này dựa trên thiết kế ARM Cortex A9 4 nhân – tương tự như máy chủ tiêu thụ điện năng thấp sử dụng chip Intel Atom SeaMicro SM10000-64 mới được công bố hồi tuần trước.

Xu thế mới này (dùng chip ARM) có lẽ sẽ sớm hình thành. Và ARM có thể gây ảnh hưởng tới lãnh địa máy chủ nhưng chỉ giới hạn trong phạm vi hẹp có tính chuyên ngành cao, ở những nơi sẵn sàng đầu tư hàng trăm nghìn đô la Mỹ cho phần cứng.

Đã có những dấu hiệu cho thấy có thể sẽ bùng nổ các hệ thống ARM, không những với máy chủ mà có lẽ còn với cả máy tính để bàn. Nhiều hãng cùng tham gia sản xuất sẽ tạo nên một thị trường cạnh tranh với giá hạ. Và trong khoảng tốc độ 1 – 2 GHz và kiến trúc đa nhân (2 hoặc 4 nhân), các chip ARM được cho là đạt đến cấp độ cơ bản có hiệu năng đủ mạnh để xử lý nhiều tác vụ, đặc biệt là nếu một số chip được tích hợp ngay trên bo mạch chính. (Cũng cần nhớ rằng tản nhiệt không phải là vấn đề với các chip tiêu thụ năng lượng thấp, do vậy sẽ không có vấn đề về mặt thiết kế).

Nhưng bạn cũng đừng trông mong sẽ sớm có được các hệ thống máy tính chạy ARM.

Chúng ta có những con chip, nhưng toàn bộ các thành phần còn lại thì sao? Chip ARM cũng hỗ trợ bộ nhớ DDR và đĩa cứng như các máy tính thông thường, nhưng nếu để ý bạn sẽ thấy hầu như trên thị trường chưa có bo mạch chính hỗ trợ chip ARM.

Không như với nền tảng Intel và AMD, các nhà sản xuất có thể tạo ra các bo mạch chính dựa trên các bản thiết kế tham khảo (do hai hãng sản xuất chip cung cấp), các nhà sản xuất máy tính với chip ARM sẽ phải có các kỹ sư thiết kế của chính họ. Như vậy, giá thành sẽ không thể rẻ được. Tuy nhiên, cũng đã thấy xuất hiện một số ít bo mạch chính dành cho ARM, cũng như một vài thiết kế nhúng.

Mặt khác, kiến trúc toàn bộ hệ thống nằm trên con chip (SoC) của chip ARM nghĩa là chipset - cầu nối giữa bộ xử lý với các thành phần khác, đã nằm ngay trong chính con chip nên cũng giúp giảm giá thành. Tuy nhiên, nếu bo mạch chính lắp 2 (hoặc nhiều hơn) chip ARM (được xem là phương án hợp lý) thì sẽ cần đến một số điều khiển logic tạo tuyến kết nối giữa các chip. Điều này lại dẫn đến tốn nhiều silicon hơn.

Một điều phải tính tới là phần mềm. Microsoft đang phát triển Windows chạy với kiến trúc ARM, nhưng dường như là nhắm tới các thiết bị di động hơn là cho các nền tảng như kiểu x86. Dell cũng đã ghi nhận hệ sinh thái phần mềm cho ARM còn yếu và phát triển phần mềm sẽ dẫn tới tốn kém chi phí, và các tổ chức phải duy trì 2 mảng phần mềm tách biệt: một cho x86 và một cho ARM. Điều này sẽ không hề rẻ.

Thêm nữa, thị trường còn phải chờ những tên tuổi lớn như Red Hat và Novell hỗ trợ đầy đủ cho ARM, khi đó các công ty mới yên tâm hướng tới kiến trúc này. Các bản phân phối Linux chạy được với kiến trúc ARM là một vấn đề, vấn đề nữa là các doanh nghiệp rất cần được hỗ trợ đầy đủ, tận nơi, nhất là với một nền tảng mới.

ARM chưa được thiết kế để hỗ trợ 64-bit, tất cả các chip ARM hiện tại đều là 32-bit. Và điều này dường như sẽ không thay đổi, vì gần đây giám đốc điều hành của ARM đã nói rằng 32-bit là đủ tốt cho mọi người. Điều này chắc chắn sẽ không làm hài lòng các nhà quản trị mạng. Bởi hầu hết máy chủ ngày nay đều dùng bộ xử lý 64-bit.

Nhưng còn quá sớm để có thể khẳng định bất cứ điều gì. Chúng ta không thể đổ lỗi cho ARM chỉ lo tập trung vào năng lực cốt lõi hiện có của họ. Và mặc dù ARM hiện mới chỉ được hướng tới các máy chủ cao cấp trên thị trường “ngách”, nhưng qua đó có thể sẽ tạo ra hiệu ứng lan truyền, đem đến sự tự tin và kích thích các hãng bắt đầu sản xuất máy chủ phiến dựa trên ARM, hoặc thậm chí cả máy tính để bàn.