Tương lai của máy tính

(Post 22/06/2007) Sự phát triển vượt bậc trong công nghệ máy tính sẽ tạo ra những bộ vi xử lý đa nhân có tốc độ nhanh hơn. Trong tương lai, máy tính sẽ có nhiều hình dạng và kích thước hơn.Hơn bao giờ hết, máy tính (PC) trong tương lai sẽ phải cạnh tranh với rất nhiều thứ để chiếm được vị trí quan trọng trong một thế giới đầy rẫy thiết bị kỹ thuật số. Theo nhận định của các chuyên gia, PC sẽ ngày càng chuyên dụng hơn với nhiều hình thái cải tiến.

Các bộ vi xử lý 8 nhân, những ổ cứng có dung lượng khổng lồ và viễn cảnh về card xử lý đồ họa gắn ngoài hoặc những màn hình có kích thước lớn đang dần xuất hiện. Có một số cái vẫn còn xa xăm như ổ cứng có dung lượng 20 TB (1TB = 1024GB) hoặc màn hình dẻo, nhưng có một số công nghệ khác “gần” hơn ví dụ những chiếc máy tính xách tay (MTXT) thế hệ kế tiếp với màn hình nhỏ tách rời.

Thay đổi về hình dạng

Đã có những thay đổi trong thiết kế cơ bản của PC. Một vài năm trước, những chiếc máy tính giải trí đa phương tiện (Media Center PC) hoặc máy tính “siêu nhỏ” chỉ xuất hiện trong các phòng thử nghiệm. Từ chiếc “máy tính xách tay” của Acer kích thước 50cm (trọng lượng khoảng 7,85kg) đến sản phẩm lai giữa máy tính để bàn và MTXT Dell XPS M2010 (cũng có kích thước 50cm), những sản phẩm “kỳ lạ” như vậy ngày càng nhiều.

Mặc dù có những nỗ lực như sáng kiến Viiv của Intel nhằm chuẩn hoá các thành phần của hệ thống PC giải trí đa phương tiện, nhưng ít người lạc quan về tương lai của nó. Các công nghệ mạng không dây thế hệ kế tiếp sẽ cho phép người dùng truy cập bằng bất cứ thiết bị đa phương tiện nào ở bất kỳ nơi đâu trong nhà. Như vậy, người dùng sẽ không cần một PC giải trí đa phương tiện đặt bên cạnh TV.

Steve Kleynhans, phó chủ tịch phụ trách mảng PC của công ty nghiên cứu thị trường Gartner, cho rằng thiết kế của những chiếc PC “di động” sẽ theo hai xu hướng chính: dòng siêu nhẹ (dưới 1,82kg) và dòng thay thế PC để bàn có kích thước khoảng 38-43 cm, trọng lượng khoảng 3,6 – 4,5kg.

Theo kế hoạch vào đầu năm 2007, Intel sẽ công bố công nghệ Centrino thế hệ thứ tư (dành cho MTXT) sử dụng bộ nhớ flash công nghệ NAND có tốc độ truy xuất nhanh và dung lượng đạt đến hàng Gigabyte, giúp giảm thời gian khởi động máy và khởi chạy ứng dụng.

Chúng ta cũng không thể bỏ qua một tính năng hấp dẫn – SideShow trong Windows Vista cho phép người dùng truy cập dữ liệu thông qua màn hình gắn trên nắp MTXT, tương tự màn hình phụ của điện thoại di động. Bạn cần kiểm tra email nhưng “làm biếng” mở nắp MTXT? Công nghệ PortalPlayer, có thể xuất hiện trong nửa đầu năm 2007 kết hợp với SideShow sẽ cung cấp cho người dùng một màn hình có thể tháo rời, có thể sử dụng độc lập với MTXT.

Jerry Bautista, giám đốc quản lý công nghệ của Intel tại Microprocessor Technology Labs cho biết trong vài năm tới sẽ xuất hiện những vật dụng được thiết kế khá độc đáo. Bạn có thể tưởng tượng một con chip sẽ được gắn vào các vật dụng trong gia đình thậm chí cả trên vải; chẳng hạn, một thiết bị trợ giúp cá nhân số (PDA) hoặc một ĐTDĐ sẽ được gắn bên trong tay áo sơ mi của bạn.

Vista và phiên bản kế tiếp

Vista dành cho người dùng cuối sẽ được phát hành vào đầu năm 2007. Liệu nó có thay đổi cách thức làm việc trong thế giới Windows?

Theo David Siroky, phụ trách nhóm sản phẩm Windows của Microsoft, Vista có 3 cải tiến chính. Trước tiên là đồ họa, phần có thể thấy rõ nhất. Không giống với XP, Vista có thể sử dụng BXL đồ họa (GPU – graphic processor unit) để xử lý nhiều tác vụ cùng lúc. Đây là điểm quan trọng vì giao diện người dùng Aero của Vista nặng về đồ hoạ và cho phép các nhà phát triển ứng dụng có thể dễ dàng khai thác những tính năng đồ họa cao cấp.

Vista cũng thay đổi cơ chế quản lý thông tin và cách thức lưu trữ dữ liệu, giúp người dùng dễ dàng kiểm soát những tập tin, thư mục hơn thông qua dạng ảnh thu nhỏ (thumbnail) mà Vista cung cấp. Người dùng có thể bổ sung từ khóa, chú thích cho mỗi hình ảnh và Vista sẽ dễ dàng xác định chính xác tập tin bạn cần. Ngoài ra, tính năng “reliability monitor” của Vista ghi nhận lại quá trình hoạt động của hệ thống dưới dạng biểu đồ giúp bạn dễ dàng xác định nguyên nhân, thời điểm và phần mềm gây lỗi để khắc phục.

Về phía Linux, XGL và Compiz mang đến giao diện đồ họa bóng bẩy, thậm chí “qua mặt” cả giao diện Aqua trong Mac OS X. Compiz cho phép bạn di chuyển, kéo giãn hoặc xoay những cửa sổ ứng dụng trong không gian ba chiều (3D), tương tự Flip 3-D trong giao diện Aero của Vista. Leopard, một phiên bản cải tiến của Mac OS X được Appple dự tính tung ra vào mùa xuân năm sau sẽ bổ sung một số tính năng mà Mac OS không có, như tiện ích tự động sao lưu, cho phép làm việc với nhiều ứng dụng cùng lúc. Cũng theo Gartner, cả Linux và Mac OS sẽ tăng thêm hỗ trợ người dùng trong khi tiếp tục nghiên cứu HĐH trên nền web.

BXL ngày càng nhiều nhân hơn

Chỉ vài năm tới, những BXL Athlon X2 của AMD và Core 2 Duo của Intel sẽ trở nên lạc hậu. Những BXL đa nhân, chẳng hạn như Xeon dual-CPU (tổng cộng 4 nhân) đã bắt đầu xuất hiện trên thị trường và sẽ phổ biến trong thời gian tới. Cả AMD và Intel đều có kế hoạch tung ra BXL 4 nhân (quad-core). Kentsfield, tên mã BXL 4 nhân của Intel (Core 2 Quad Processor) sẽ xuất hiện vào cuối năm nay, còn BXL của AMD, được biết đến với tên gọi K8L, sẽ xuất hiện vào giữa năm 2007. Với công nghệ 4×4 của mình, AMD hứa hẹn sẽ trình làng một hệ thống kép sử dụng 2 BXL Athlon 64-FX vào dịp mua sắm cuối năm.

Jerry Bautista, nhà quản lý công nghệ tại Microprocessor Technology Lab của Intel cho biết Intel đã có những bản mẫu BXL 8 nhân. Về lý thuyết, có thể thiết kế BXL có đến hàng ngàn nhân.

Hạn chế của công nghệ đa nhân thực sự nằm ở phần mềm, chúng phải được viết lại cho phù hợp với cách xử lý nhiều luồng dữ liệu cùng lúc. Nói một cách khác, một tác vụ được chia nhỏ làm 2 hoặc 4 để xử lý cùng lúc thì tương đối đơn giản, nhưng nếu chia nhỏ ra thành hàng trăm hoặc hàng ngàn để xử lý lại là vấn đề.

Mặc dù vậy, ngay cả với BXL 8 nhân, chúng ta cũng hy vọng hiệu suất sẽ cải thiện một cách đáng kể tốc độ xử lý trong những ứng dụng phức tạp như game hoặc dịch vụ tìm kiếm. Simon Hayhurst, phụ trách quản lý sản phẩm nghe nhìn số của Adobe cho biết, hầu hết các ứng dụng nghe nhìn của Adobe được thiết kế để chạy trên nền BXL đa nhân. “Chúng đã được tối ưu cho các BXL hỗ trợ công nghệ siêu phân luồng (Hypher Threading), vì vậy sẽ làm việc tốt với những BXL đa nhân. Thiết kế này cho phép tăng giảm luồng xử lý tùy vào số nhân của BXL, nghĩa là có thể làm việc tốt với những BXL 8 nhân hoặc hơn trong tương lai.”

Tất nhiên, tốc độ BXL chỉ có thể tăng đến một giới hạn nhất định. Intel đã từng gặp phải những vấn đề nghiêm trọng về điện năng tiêu thụ và nhiệt lượng tỏa ra trong kiến trúc đơn nhân của BXL. Việc sử dụng những nhân có kích thước nhỏ hơn, hoạt động hiệu quả hơn sẽ làm tăng hiệu năng hoạt động của hệ thống và giảm điện năng tiêu thụ so với kiến trúc đơn nhân. Đây là tin tốt lành để cải thiện hiệu suất của MTXT, kẻ luôn đi sau dòng máy tính để bàn do vấn đề nhiệt và điện năng.

Theo Phil Hester, giám đốc kỹ thuật của AMD, tính di động là hướng đi chính của công ty trong những năm tới. Việc mua lại hãng sản xuất chip đồ họa hàng đầu ATI là bước đi quan trọng cho chiến lược này. Trong những năm 80, trong cấu trúc BXL 286 và 386 của Intel có sử dụng bộ đồng xử lý toán học và chúng được tích hợp vào BXL. Bây giờ, điều tương tự cũng xảy ra với BXL đồ họa 3D. Chúng ta có thể trông đợi sự cải thiện quản lý điện năng đạt đến mức cho phép những thiết bị kích thước cỡ PDA có khả năng xử lý đồ họa tương tự máy tính.

Bo mạch chủ là mấu chốt để cải thiện sức mạnh của máy tính: băng thông bộ nhớ phải được cải thiện đáng kể mới có thể theo kịp BXL, và thậm chí cả luồng truy xuất đĩa cứng cũng phải tăng tốc.

Theo định luật Moore, số transistor trên 1 chip sẽ tăng gấp đôi sau mỗi 18 tháng (cùng với năng lực xử lý của CPU)? Theo Bautista, định luật này vẫn còn giá trị nhờ khả năng xử lý nhiều tác vụ cùng lúc trên nhiều nhân. Việc tích hợp ngày càng nhiều nhân chưa có điểm dừng.

Màn hình LCD: lớn hơn, sáng hơn và rẻ hơn

Đến cuối năm nay, màn hình rộng (wide screen) sẽ chiếm khoảng 10 – 12% thị phần trong máy tính để bàn và có thể đạt đến 20% vào cuối năm sau. Trong năm 2005, khoảng 78% người dùng sử dụng màn hình 17 inch hoặc nhỏ hơn; tuy nhiên đến năm 2010, tỷ lệ này giảm xuống dưới 20%. Màn hình LCD lớn hơn, sáng hơn và rẻ hơn sẽ là lựa chọn của người dùng trong tương lai. Mặc dù hiện nay chỉ có 4% màn hình hỗ trợ độ phân giải cao hơn SXGA (1280×1024), nhưng con số này có thể lên hơn 20% vào năm 2010.

Những màn hình lớn (25 inch hoặc hơn) sử dụng công nghệ đèn hình LED (vốn được dùng trong những màn hình cao cấp và đắt tiền) đang dần trở nên phổ biến. Người dùng sẽ sẵn sàng chi thêm để sở hữu một màn hình có độ sáng cao hơn, màu sắc trung thực hơn.

OLED (Organic Light-Emitting Diode) sử dụng diode phát sáng hữu cơ và LCoS (liquid crystal on silicon) sử dụng tinh thể thạch anh dạng lỏng là những công nghệ nổi bật được áp dụng trong việc chế tạo màn hình. OLED được sử dụng trong những màn hình nhỏ chẳng hạn như ĐTDĐ, máy nghe nhạc MP3, máy quay phim, chụp hình… LCoS được sử dụng trong máy chiếu và màn hình. Tuy nhiên, cả hai chỉ chiếm một phần nhỏ trong thị trường màn hình máy tính để bàn; LCD sẽ vẫn thống trị ít nhất trong 5 năm nữa.

Màn hình dẻo có thể cuộn lại được và những sản phẩm sử dụng mực điện tử cũng có thị phần, chẳng hạn như tại các quầy thâu ngân trong siêu thị bởi tính dễ lắp đặt và thay đổi. Màn hình cảm ứng cũng sẽ phổ biến hơn trong những thiết bị dịch vụ công cộng.

Đồ họa: không chỉ dành cho game

“Cơn khát” đồ hoạ chưa có điểm dừng. Các nhà sản xuất chipset đồ họa (GPU – Graphics Processing Unit) đang bận rộn chuẩn bị cho bản DirectX 10 và hứa hẹn cải thiện hiệu suất của chuẩn 8X trong DirectX 9. Cả nVidia và ATI đều sẽ chuyển sang GPU sử dụng kiến trúc đổ bóng hợp nhất có các hàng lệnh xử lý điểm ảnh, hình học và cả mã lệnh vật lý. Các GPU tương lai sẽ được thiết kế với nhiều hàng lệnh xử lý có khả năng tạo những hiệu ứng thật đặc biệt. Một số card xử lý vật lý chuyên dụng (chẳng hạn như Ageia PhysX) được thiết kế để hỗ trợ card đồ họa cũng sẽ trở nên phổ biến.

Quadro Plex, một sản phẩm của nVidia được tung ra nhằm “định hướng” sự lựa chọn của người dùng. Một hệ thống đồ họa rời trị giá khoảng 17.000 USD có thể thực hiện hơn 80 tỷ phép tính trong 1 giây, gấp 10 lần khả năng xử lý của card đồ họa cao cấp nhất hiện nay. Các chuyên gia cho rằng card đồ họa thế hệ kế tiếp có thể “ngốn” đến 200W điện năng, vì vậy sẽ cần một số thành phần gắn ngoài.

GPU đa năng, một hướng khác trong công nghệ đồ họa sử dụng khả năng tính toán của card đồ họa cho những công việc khác ngoài game. Adobe đã làm việc này từ năm 1995 với những chức năng như chuyển đổi video.

Lưu trữ: Terabyte và hơn thế nữa

Theo Bill Healy, phó chủ tịch của Hitachi, nếu vẫn theo xu hướng hiện nay, đến năm 2025, ổ cứng kích thước 3,5 inch (nếu các nhà sản xuất vẫn tiếp tục sử dụng chuẩn này) sẽ đạt dung lượng 20 Terabyte.

Công nghệ ghi vuông góc (PMR – Perpendicular Magnetic Recording) đã phá vỡ giới hạn mật độ dữ liệu theo cách ghi truyền thống. Ổ cứng sử dụng công nghệ PMR đã xuất hiện trên thị trường trong năm ngoái và Seagate sẽ áp dụng rộng rãi công nghệ này cho các ổ cứng của mình trong thời gian tới, theo Mark Kryder, giám đốc kỹ thuật của Seagate. Ngoài ra, công nghệ ghi từ bằng nhiệt (HAMR – heat-assisted magnetic recording) cho phép sử dụng vật liệu có mật độ lưu trữ dữ liệu cao hơn được trông đợi xuất hiện trong thập niên tới.

Tương lai của ổ quang không chắc chắn. Hiện tại, cuộc chiến giữa hai định dạng Blu-ray và HD DVD (cùng sử dụng tia laser xanh bước sóng 405nm) chưa đến hồi kết. Theo Steve Kleynhans của Gartner, nếu trận chiến này vẫn tiếp tục kéo dài, giá của những sản phẩm sử dụng hai công nghệ này vẫn còn ở mức cao.

Trong khi đó, một nâng cấp đầy hứa hẹn cho thiết bị sử dụng bộ nhớ flash đang được Seagate phát triển có khả năng lưu trữ ở mật độ dày đặc, có thể chứa đến 10GB dữ liệu trong một thiết bị có kích cỡ bằng thẻ SD.

Đông Quân
PC World Mỹ 11/2006

(theo PC World VN)

FPT Aptech – Hệ Thống Đào Tạo Lập Trình Viên Quốc Tế