ARM có thêm vũ khí trong cuộc đấu với Intel

Một nhóm các kỹ sư Nga thuộc công ty Elbrus Technologies vừa tiết lộ về công trình nghiên cứu nhằm giả lập các mã x86 trên các chip ARM, giúp kiến trúc vốn chiếm lĩnh thị trường di động này xử lý được các ứng dụng vốn chỉ viết cho kiến trúc x86 đang nắm vị thế độc tôn ở dòng máy PC và server.

Giả lập là một trong các cách nhằm tiết kiệm tối đa chi phí phần cứng cần bỏ để thực thi các ứng dụng. Giả lập thường có 2 hình thức là giả lập mềm (ảo hoá hệ điều hành / ứng dụng) và cứng (mô phỏng code kiến trúc). Hình thức giả lập cứng gần gũi nhất với nhiều người là giả lập các máy chơi game NES để chạy trên Windows (x86).

Công ty Nga vừa thành lập này cho biết giải pháp giả lập của họ "mang lại tới 40% hiệu năng thực (native) trên các chip ARM". Có nghĩa trong cùng thời gian xử lý, một ứng dụng dựa trên mã x86 chỉ hoàn tất được khối lượng công việc bằng 40% so với phiên bản dựa trên mã ARM tương ứng. Elbrus tin rằng tới 2014, giải pháp của họ có thể đạt ngưỡng 80% hiệu năng thực hoặc hơn.

ARM hiện đang là kiến trúc được nhiều hãng sử dụng do tính mở về mặt bản quyền của nó. Còn x86 bị Intel khoá chặt về vấn đề bản quyền nên hiện chỉ còn 3 nhà cung cấp chính là bản thân Intel, AMD và VIA. Nhiều hãng ARM có tham vọng đưa các sản phẩm của mình tấn công vào lãnh địa mà x86 đang thống trị, cụ thể nhất là mảng server. Liệu pháp giả lập mà Elbrus vừa giới thiệu có thể xem là một đòn tấn công dành cho ARM.

Tuy vậy giả lập thường không đem lại nhiều hiệu năng như mong muốn vì bằng cách này hay cách khác, hiệu suất không bao giờ đạt 100% so với chạy mã thực. Do vậy, thường tối thiểu con chip dùng để giả lập (A) phải có sức mạnh (thực) ngang với con chip được giả lập (B). Mà tốt nhất là A phải mạnh hơn hẳn B để có hiệu năng tương đương khi chạy giả lập.

Trong khi đó, hiện kiến trúc ARM chỉ tốt hơn x86 về mặt tiết kiệm điện, sức mạnh vẫn là một khoảng cách xa vời cần được lấp đầy. Nên khá nhiều chuyên gia nghi ngại về khả năng tiến xa của ARM bằng phương pháp giả lập. Lần giở lại quá khứ, trước đây từng có một công ty khác về chip xử lý là Transmeta cũng áp dụng cách giả lập mã x86 cho kiến trúc VLIW của mình. Thế hệ chip thứ 2, Efficeon (90 nm), của hãng này được cho là đem lại hiệu năng ngang với giải pháp Atom (45 nm) của Intel tại cùng xung nhịp. Song Transmeta về sau bị Novafora mua lại nên công nghệ giả lập của hãng này không còn được phát huy tiếp.

Trở lại với Elbrus, nhóm kỹ sư Nga này cho hay họ đang phát triển một bộ phiên mã nhị phân, vốn hoạt động như một bộ giả lập. Elbrus mô tả khó khăn hiện nay: "Vấn đề chính với chúng tôi là sự thiếu hụt các lập trình viên có kinh nghiệm về phiên mã nhị phân. Đây là lý do tại sao chúng tôi lên kế hoạch tới 2014 mới chính thức công bố".

Elbrus dùng một bộ công cụ tối ưu trình biên dịch chạy song song và chứa các bản phiên mã trong bộ nhớ RAM nhằm giảm thiểu tình trạng quá tải (xuất hiện khi giả lập). Bộ phiên mã nhị phân sẽ có "nhiều cấp tối ưu khác nhau giành cho các khối mã 'nóng' và 'lạnh'". Anatoly Konukhov, một thành viên của nhóm, nói về mức tiêu hao bộ nhớ: "Điều thú vị là thực tế mức dùng bộ nhớ sẽ ít lệ thuộc vào số lượng chương trình chạy ở chế độ giả lập".

Được biết, dự án này đã bắt đầu khởi động từ 2010. Chính phủ Nga rót 1,3 triệu USD vốn đầu tư cho Elbrus. Chính quyền hậu Soviet còn đồng thời cung cấp thêm nhân lực cho dự án. Động thái này cho thấy việc nhiều nước muốn tách rời khỏi cái bóng của nước Mỹ mà cụ thể là kiến trúc x86 vốn được xem là tài sản của riêng cường quốc này. Còn ARM là một kiến trúc được thương mại hoá bởi công ty có cùng tên của Anh quốc. Kiến trúc ARM hiện được công ty của nhiều nước đăng ký mua bản quyền và sử dụng.