ARM chính thức cho phép đối tác được tùy chỉnh tập lệnh trong bộ xử lý, điều này có lợi gì với người dùng?

Trong hội nghị ARM Techcon vừa qua, ARM đã đưa ra một thông báo quan trọng: các CPU ARMv8-M và nhiều sản phẩm sắp tới của họ sẽ hỗ trợ các tập lệnh tùy chỉnh trong tương lai gần. ARM cho rằng điều này sẽ mang lại những ứng dụng quan trọng, đặc biệt cho các lĩnh vực IoT, 5G và máy học. Thử tưởng tượng đến các tai nghe VR nhỏ hơn, những thiết bị bảo mật hơn và được mã hóa tốt hơn.

ARM hiện đang là công ty chịu trách nhiệm cho việc thiết kế đại đa số các bộ xử lý trên di động và thiết bị smarthome. Bằng cách trao lại cho các nhà OEM khả năng tùy chỉnh các tập lệnh của riêng họ, những thiết bị này có thể sẽ mạnh hơn và hiệu quả hơn đáng kể đối với một vài chức năng nhất định trong tương lai.

Cùng với việc mở cửa hơn với các nhà OEM, công ty cũng sẽ chấp nhận mô hình Governance Model cho hệ điều hành MBed OS của họ (nền tảng mã nguồn mở miễn phí cho IoT). Trong tương lai, phản hồi của các đối tác phần cứng sẽ có ảnh hưởng một phần đến MBed. ARM muốn cho thấy rằng, họ đang làm việc về những đề xuất từ các đối tác để hình thành nên các thiết bị tối ưu pin năng lượng thấp.

Điều này có tác dụng gì đối với các nhà sản xuất thiết bị 

Các bộ xử lý hoạt động bằng cách nhận tập lệnh từ bộ nhớ và sau đó thực thi chúng một cách tuần tự. Tốc độ xung nhịp càng cao, bộ xử lý càng nhanh hoàn thành chuỗi tập lệnh đó.

Nhưng xung nhịp bộ xử lý không phải là yếu tố duy nhất. Các bộ xử lý được thiết kế thông minh sử dụng nhiều thủ thuật khác nhau để gia tăng thêm hiệu năng, ví dụ như khả năng xử lý song song ở cấp độ tập lệnh để cho phép một số tập lệnh nhất định được thực hiện đồng thời.

Hơn nữa việc tùy chỉnh tập lệnh cũng mang lại hiệu năng cao hơn. Do các bộ xử lý ARM sẽ cần tương thích với một số lượng lớn các sản phẩm khác nhau, vì vậy các tập lệnh "tiêu chuẩn" sẽ cần tương đối phổ quát (cho dù cũng hay thay đổi). Do vậy các nhà phát triển cần sử dụng nhiều tập lệnh đơn giản để thực hiện các tác vụ phức tạp hơn. Điều này sẽ làm giảm hiệu năng và hiệu quả thực thi nhiều tác vụ.

Trong trường hợp bộ xử lý phần cứng được thiết kế riêng cho thiết bị mà nó phục vụ, những tập lệnh đó mang lại hiệu quả vượt trội khi thực thi một số tác vụ cụ thể. Bởi vì nó loại bỏ một cách hiệu quả một lớp tập lệnh trừu tượng. Đó là lý do tại sao GPU lại thực hiện các tác vụ liên quan đến đồ họa tốt hơn nhiều so với một CPU phổ thông, ngay cả khi xung nhịp và số lượng bóng bán dẫn có thể thấp hơn.

Các tập lệnh tùy chỉnh vốn không phải quá mới mẻ và đã tồn tại trên những bộ xử lý từ nhiều năm nay. Thông thường, nó yêu cầu việc tích hợp cẩn thận giữa phần cứng và phần mềm, các bộ biên dịch tùy chỉnh và các công cụ gỡ lỗi, và nhiều điều khác.

Việc tùy chỉnh tập lệnh có thể giúp các nhà sản xuất loại bỏ nhu cầu sử dụng các bộ đồng xử lý, giảm chi phí, tăng hiệu quả vận hành.

ARM nhắm đến việc làm quá trình này trở nên đơn giản hơn đối với các nhà phát triển, trong khi vẫn đảm bảo giữ nguyên các tập lệnh tiêu chuẩn. Giải pháp sắp tới sẽ đi kèm với việc hỗ trợ cho các bộ biên dịch và các bộ gỡ lỗi tiêu chuẩn, và chạy các tập lệnh mới bên cạnh những tập lệnh tiêu chuẩn.

Người dùng được lợi gì từ động thái này của ARM?

Các thay đổi này không chỉ mang lại nhiều ý nghĩa cho các ứng dụng IoT, mà còn cả cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, thiết bị VR/AR, và nhiều hơn nữa. ARM cũng không loại trừ việc áp dụng các thành quả trên vào những bộ xử lý Cortex-A. Điều này cũng có nghĩa là chúng hoàn toàn có thể xuất hiện trên smartphone.

Việc tùy chỉnh tập lệnh được xem như động thái đón đầu kỷ nguyên điện toán mới của ARM.

Nhưng hiện tại, trọng tâm của sáng kiến này tập trung vào IoT và các thiết bị cỡ nhỏ. Đây là lĩnh vực cần đến mức độ hiệu quả năng lượng cao đi kèm với hiệu năng vừa phải trong các dạng kích thước nhỏ. Đại diện ARM cho biết, chúng ta có thể bắt đầu thấy các thiết bị VR mạnh mẽ hơn nhưng có kích thước nhỏ hơn.

Với tiềm năng về một thế giới, nơi có thể có hàng nghìn tỷ thiết bị đang được kết nối với nhau - từ bút thông minh cho đến cả dép thông minh - việc sử dụng cùng một thiết kế bộ xử lý cho tất cả các thiết bị đó là điều không khả thi. Chính vì vậy đây được xem là bước đi chuẩn bị của ARM cho thời đại IoT ở mọi nơi đó.

Giải pháp này có thể xuất hiện trên bộ xử lý Cortex M33 ra mắt vào nửa đầu năm 2020 nhưng không làm gia tăng phí cấp phép. Kết hợp với mô hình quản trị MBed OS Partner Governance Model, điều này có thể mở ra nhiều khả năng mới rất thú vị. Khi được tùy chỉnh theo các yêu cầu cụ thể của mỗi công ty đang tạo ra các thành phố thông minh và những thiết bị thực tế tăng cường, họ có thể cải thiện mức độ hiệu quả năng lượng, bảo mật và cả hiệu năng nữa.

Tham khảo Android Authority