Quyết định dồn lực để thiết kế chip M1 đã mang về thắng lợi cho Apple trong bối cảnh ngành bán dẫn gặp khủng hoảng nguồn cung.
Cách đây 5 năm, iPhone được coi là sản phẩm duy nhất còn tăng trưởng mạnh của Apple. Doanh số Mac, dòng sản phẩm chủ lực trong quá khứ chững lại trong khi iPhone liên tục tăng. Nhiều người không hài lòng về hiệu năng và thiết kế trên các dòng máy tính ra mắt vào thời điểm đó.
5 năm sau, lượng máy Mac bán ra tăng vọt. Theo WSJ, đó là kết quả từ nỗ lực nhiều năm để xây dựng quy trình thiết kế chip tại một trong những công ty công nghệ lớn nhất thế giới.
Được dẫn dắt bởi Johny Srouji, cựu kỹ sư Intel và lãnh đạo IBM, bộ phận bán dẫn của Apple khởi động dự án phát triển chip đầy mạo hiểm, với mục tiêu thay thế CPU Intel đã trang bị trên các dòng laptop và máy tính để bàn của Apple suốt 15 năm. Những thiết bị đầu tiên sử dụng chip xử lý mới, được gọi là M1 ra mắt vào tháng 11/2020.
Nền tảng từ chip A-series của iPhone
Vào tháng 3, phiên bản cuối cùng của M1 mang tên M1 Ultra được trình làng cho Mac Studio, mẫu máy tính nhắm đến người dùng chuyên nghiệp. So với Intel, M1 tiết kiệm năng lượng, giúp máy Mac chạy mượt và tỏa ít nhiệt hơn. Không chỉ tăng doanh số máy tính, Apple đã giành quyền kiểm soát một trong những thành phần thiết yếu. Nói cách khác, những chiếc Mac đã được "hồi sinh" nhờ M1.
Nhiều công ty công nghệ đang "học tập" chiến lược thiết kế chip của Apple như Tesla, Amazon và Meta (công ty mẹ của Facebook), phục vụ các dự án như xe hơi không người lái, trung tâm dữ liệu và thực tế ảo. Trong khi đó, các hãng chip như Intel tăng cường đầu tư công nghệ, dây chuyền để sản xuất chip được thiết kế bởi công ty khác.
Gia nhập Apple từ năm 2008, Johny Srouji đã dẫn dắt dự án phát triển chip xử lý cho iPhone và máy tính Mac. Ảnh: Apple.
Từ bỏ đối tác lâu năm để trang bị chip tự thiết kế là quyết định khó khăn. Đại dịch bùng phát trên toàn cầu vào năm 2020 khiến Apple phải thay đổi cách vận hành bộ phận bán dẫn. Với nhiều năm kinh nghiệm, đội ngũ thiết kế chip do Srouji đứng đầu đã tăng từ 45 lên hàng nghìn người tại khắp nơi trên thế giới, kể cả quê hương Israel của ông.
"Một bài học của tôi trong cuộc sống: Bạn nghĩ về những thứ có thể kiểm soát, sau đó phải linh hoạt, thích ứng và đủ mạnh mẽ để điều chỉnh khi mọi thứ chệch hướng. Covid-19 là ví dụ", Srouji cho biết.
Sau khi gia nhập Apple vào năm 2008, Srouji đã bắt tay phát triển chip xử lý cho iPhone. Đáp ứng những yêu cầu cụ thể của Apple giúp đội ngũ của ông tạo ra con chip mạnh mẽ, hiệu quả so với chip được bán sẵn từ các nhà cung ứng. Đó là điều quan trọng với một thiết bị hoạt động bằng pin, được sử dụng trong nhiều giờ liên tục để chơi game hay xem phim.
Kết quả, chip xử lý A-series được trang bị trên iPhone từ năm 2010 mang đến hiệu năng cao nhưng tiết kiệm pin, cho phép phần mềm và phần cứng kết hợp trơn tru, phục vụ nhiều tính năng như thuật toán xử lý ảnh. Wayne Lam, nhà phân tích của CCS Insight cho rằng với số tiền đầu tư phát triển chip, Apple sẽ là công ty chip lớn thứ 12 trên thế giới.
Chiến lược gây tranh cãi
Trong lúc gặt hái thành công với chip xử lý tự phát triển cho iPhone và Apple Watch, Táo khuyết đối mặt phản ứng dữ dội từ những người cho rằng máy tính Mac đang tụt hậu. Lãnh đạo Apple tổ chức cuộc gặp mặt với các blogger công nghệ, công khai xin lỗi về thiếu sót trên các dòng Mac dành cho người dùng chuyên nghiệp, hứa hẹn về những thiết bị tốt hơn trong tương lai.
Chỉ trích không chỉ nhắm vào các dòng Mac cao cấp. Nhiều tháng sau đó, những mẫu MacBook mới ra mắt với CPU Intel nhận nhiều chê bai do hiệu năng bị "bóp" để tránh quá nhiệt, buộc Apple phát hành bản cập nhật để giải quyết vấn đề. Doanh số máy Mac chững lại, thậm chí giảm sút so với iPhone, thiết bị chiếm gần 2/3 doanh thu của Apple.
Apple ra mắt 4 phiên bản M1 dành cho các nhu cầu sử dụng khác nhau. Ảnh: Apple.
Giới chuyên môn cho rằng sự đổi mới chậm chạp, chất lượng kém của CPU Intel khiến Apple phải ra tay giải quyết. "Nó tệ một cách bất thường. Đối tác của chúng tôi tại Apple đóng vai trò quan trọng để giải quyết những vấn đề của kiến trúc. Và điều đó thực sự rất tệ. Khi khách hàng của bạn phát hiện số lỗi gần như bằng bạn, mọi thứ đang đi chệch hướng", François Piednoël, cựu kỹ sư của Intel chia sẻ năm 2020.
Chuyển sang chip xử lý tự phát triển sẽ gây khó khăn cho các kỹ sư phần mềm tại Apple, vốn đã dựa vào CPU Intel cho máy Mac trong hơn một thập kỷ. Họ phải viết phần mềm tương thích với CPU Intel lẫn chip tự thiết kế. Điều đó từng xảy ra vào năm 2006 khi Apple chuyển từ PowerPC sang Intel, khiến thiết kế bảng mạch cho laptop phải thay đổi nhiều lần vào phút chót.
Srouji cho biết chiến lược mới vấp phải tranh cãi trong nội bộ, bởi Apple chưa từng tự thiết kế các thành phần như vậy. Một nước đi sai lầm sẽ gây thiệt hại lớn. Thách thức không nhỏ là tạo ra chip phù hợp cho đủ loại máy tính, từ MacBook Air giá 999 USD đến những cỗ máy cao cấp hàng nghìn USD.
"Điều đầu tiên và quan trọng nhất, liệu chúng ta có thể mang đến các sản phẩm tốt hơn không? Đó là câu hỏi số một. Bản thân vấn đề không nằm ở con chip. Apple không phải công ty sản xuất chip", Srouji cho biết.
Tiếp theo, đội ngũ của ông phải đánh giá nguồn cung, dự đoán công nghệ trong tương lai. Apple cần đi đầu trong việc tạo ra thành phần trên máy tính mới, nhưng phải đảm bảo nguồn cung cho hàng trăm triệu thiết bị mỗi năm.
Cuối cùng, Apple quyết định mở rộng chiến lược chip từ iPhone sang Mac, tối ưu để phần mềm hoạt động ngay từ đầu. Các nhà phát triển bên thứ ba cũng tham gia hỗ trợ, riêng Apple còn phát triển công nghệ giúp máy Mac với chip M1 sử dụng phần mềm dành cho CPU Intel.
"Con chip đột phá cho máy Mac"
Một cựu giám đốc kỹ thuật tại Apple cho biết đội ngũ của Srouji là trọng tâm của quá trình phát triển sản phẩm, tầm ảnh hưởng của ông tăng qua từng năm. Thời gian qua, Apple đã chi hàng tỷ USD cho nghiên cứu và phát triển (R&D), thâu tóm các công ty bán dẫn như Palo Alto Semiconductor để củng cố đội ngũ làm chip.
Phòng thử nghiệm chip xử lý của Apple tại Cupertino, California. Ảnh: Apple.
Từ năm 2015, Srouji báo cáo trực tiếp cho CEO Tim Cook. Đến năm 2019, có tin đồn cho rằng ông sẽ trở lại Intel để giúp công ty thoát khỏi khủng hoảng. Ngoài công việc, Srouji còn đam mê xe hơi. Những cuộc họp của ông đều tập trung giải quyết từng vấn đề chứ không nói đến sự thành công.
Một trong những yếu tố ảnh hưởng đến kế hoạch phát triển chip là Covid-19. Đại dịch bùng phát khiến các công ty chuyển sang làm việc từ xa, trong khi Apple phải gấp rút hoàn thiện, kiểm tra chất lượng chip để đưa vào sản xuất. Đó là quá trình đòi hỏi nhiều kỹ sư và lập trình viên để kịp tiến độ ra mắt vào mùa thu năm 2020.
Cho rằng trì hoãn không phải giải pháp tốt, Srouji đã tạo ra quy trình thử nghiệm mới. Đội ngũ của ông đã lắp camera khắp phòng thí nghiệm để các kỹ sư kiểm tra chip từ xa. Khá ít người tin vào thay đổi đó, đặc biệt khi Apple luôn nổi tiếng với việc giữ bí mật mọi dự án. Giải pháp của Srouji diễn ra trơn tru khi đội ngũ của ông trải rộng trên toàn cầu, đã quen với các cuộc họp online và làm việc trái múi giờ.
Sau khi kiểm định chất lượng, những con chip được sản xuất tại nhà máy của TSMC, tập đoàn cũng làm chip theo hợp đồng của Intel. Nhà phân tích Lam từ CCS Insight nhận định thỏa thuận giúp Apple giảm chi phí liên quan đến việc mua chip từ bên thứ ba như Intel.
Hình ảnh hiếm hoi từ phòng thử nghiệm chip bí mật của Apple. Ảnh: Apple.
Tại lễ ra mắt thiết bị diễn ra tháng 11/2020, Srouji đã chia sẻ thông tin chi tiết về dòng chip mới. "M1 là con chip đột phá cho máy Mac", ông cho biết. Những thiết bị đầu tiên trang bị M1 là MacBook Air và Mac mini, được bán ra ngay sau đó.
Đến năm 2021, MacBook Pro được ra mắt với M1 Pro và M1 Max, trang bị 16 tỷ bóng bán dẫn. Tiếp theo, M1 Ultra của Mac Studio có 114 tỷ bóng bán dẫn, tích hợp chip đồ họa với kích thước gấp 8 lần chip M1 gốc. Đây cũng là phiên bản cuối cùng của dòng chip M1 trước khi Apple tung ra chip M2 vào cuối năm nay hoặc đầu 2023.
Sau thành công của M1, Srouji chưa thể dự đoán tương lai sẽ ra sao, kể cả chiếc xe tự lái được đồn đoán suốt nhiều năm của Apple. "Tôi sẽ không chia sẻ về điều đó", ông vừa nói vừa cười.
