Điện thoại Linux liệu có thể trở thành lựa chọn thay thế Android/iOS?

Cách đây 5 năm, điện thoại Linux từng được kỳ vọng sẽ phá vỡ thế độc quyền của Android và iOS. Sau giai đoạn bùng nổ ngắn ngủi với Purism Librem 5 và PINE64 PinePhone vào năm 2020, thị trường này gần như đình trệ. Tuy nhiên, những điều kiện đang thay đổi và triển vọng cho một thị trường ngách dành cho điện thoại Linux đang trở nên rõ ràng hơn bao giờ hết.

Từ đỉnh cao 2020 đến sự chững lại

Năm 2020, làn sóng điện thoại Linux có vẻ như đã thực sự đến. Purism Librem 5 và PINE64 PinePhone vừa được phát hành, thu hút sự chú ý của cả những reviewer công nghệ lớn như Linus Tech Tips. Video "Are Linux Smartphones about to KILL Android?" của Mrwhosetheboss đạt 7,8 triệu lượt xem trên YouTube. Librem 5 được chuyển sang Mobian và postmarketOS, trong khi PinePhone được port sang 20 bản phân phối Linux khác nhau.

Tuy nhiên, tương lai tươi sáng đó đã không đến. Những vấn đề tại Purism và PINE64, cùng với các chip SoC Linux không đủ mạnh để chạy smartphone hiện đại, đã làm tiêu tan sự nhiệt tình của cộng đồng. Plasma Mobile và Phosh khi đó vẫn còn non trẻ, và không có bản phân phối tốt nào để chạy các giao diện này trên kernel Android.

So sánh chi phí thiết kế chip theo tiến trình nanometer

Bài toán SoC: yếu nhưng trường tồn, hay mạnh nhưng ngắn mệnh?

Các chip SoC hỗ trợ Linux thường được dùng trong máy tính bảng đơn (SBC), hộp giải mã TV và thiết bị IoT — nơi giá thành thấp nên hiệu năng yếu hơn và tiết kiệm điện kém hơn so với SoC di động. Bù lại, chúng có vòng đời hỗ trợ dài vì dùng trong các ứng dụng có chu kỳ sản phẩm lâu dài, như ô tô.

Ngược lại, SoC di động chạy Android rất mạnh nhưng chỉ được sản xuất trong 1-3 năm. Các nhà sản xuất chip như NXP, Rockchip, Allwinner và Broadcom không đủ doanh thu để biện minh cho việc dùng tiến trình dẫn đầu. Theo Silicon Analysts, chi phí sản xuất một wafer tại TSMC ở tiến trình 3nm là khoảng 19.500 USD, trong khi ở 28nm chỉ khoảng 3.000 USD.

Thêm vào đó, các SoC di động tích hợp sẵn WiFi, Bluetooth, modem di động, GPS, DAC âm thanh và bộ điều khiển USB-C. Trên điện thoại Linux như PinePhone và Librem 5, tất cả những chức năng này phải dùng chip riêng. Librem 5 chứa tới 74 vi mạch và 1.267 linh kiện trên 4 bo mạch — nhiều nhất trong lịch sử điện thoại. Ngay cả PinePhone tối giản cũng có 24 vi mạch và 627 linh kiện, trong khi smartphone Android thông thường chỉ có 300-400 linh kiện.

RK3588S thay đổi cuộc chơi

Rockchip đã thay đổi cục diện khi ra mắt RK3588 và biến thể tiết kiệm điện RK3588S vào năm 2022. Với 4 lõi Cortex-A76 2.4GHz, 4 lõi Cortex-A55 1.8GHz và GPU Mali-G610 MC4, lần đầu tiên có một SoC Linux đủ mạnh để tạo ra smartphone Linux chấp nhận được.

Liberux NEXX và Dawndrums Divine D. là hai điện thoại Linux đang được thiết kế với RK3588S. Purism cũng vừa thông báo trên diễn đàn rằng điện thoại thế hệ tiếp theo "đang được thiết kế tích cực", nhiều khả năng cũng dựa trên RK3588S.

Tất nhiên, hiệu năng của RK3588S không gây ấn tượng với người dùng Android. Chip này được sản xuất trên tiến trình 8nm — chậm bốn thế hệ so với 2nm hiện tại. Snapdragon 4 Gen 4 tầm trung với tiến trình 4nm có hiệu năng đơn nhân tốt hơn 25%. Tuy nhiên, với hầu hết người dùng không chơi game 3D hay quay video độ phân giải cao, RK3588S đã vượt ngưỡng "đủ dùng".

Điểm yếu đáng kể nhất là tiêu thụ năng lượng. Điện thoại dùng RK3588S sẽ nóng hơn và pin kém hơn so với máy dùng SoC tích hợp của Qualcomm hay MediaTek. Thách thức là tản nhiệt — điều mà các nhà sản xuất điện thoại Linux khó có thể giải quyết bằng buồng hơi (vapor chamber) đắt đỏ.

Sau 4 năm, hỗ trợ mainline Linux cho RK3588S đã đủ tốt để tạo ra một điện thoại chạy driver tự do/mã nguồn mở. Collabora đã dành nhiều năm làm việc này, và hiện đang hợp tác với Ideas on Board và Rockchip để tạo driver ISP mới cho tất cả chip RK35xx.

Lựa chọn mới: SoC IoT của Qualcomm

Tháng 3/2023, Qualcomm đã cải thiện đáng kể triển vọng cho điện thoại Linux khi công bố chip QCM6490 6nm tích hợp modem di động, hỗ trợ bốn hệ điều hành: Android, Linux, Ubuntu và Windows IoT Enterprise. Chương trình Product Longevity Program của hãng cam kết bán và hỗ trợ phần mềm cho QCM6490 đến tháng 7/2036.

Fairphone 5 và SHIFTphone 8 đều được thiết kế quanh QCM6490 nhờ lợi ích môi trường từ vòng đời dài. Một công ty ít nguồn lực có thể ký hợp đồng với SHIFT hoặc Fairphone để sản xuất phần cứng rồi cài Linux, tương tự cách Murena và iodé bán Fairphone và SHIFTphone với các biến thể AOSP tập trung vào quyền riêng tư.

Ưu điểm lớn là Qualcomm cung cấp thiết kế tham chiếu có thể tùy chỉnh, giúp việc thiết kế điện thoại Linux dễ dàng hơn nhiều và cần ít lần lặp bo mạch hơn. Tuy nhiên, driver Qualcomm phụ thuộc vào nhiều blob độc quyền — cho GPU Adreno, bộ xử lý tín hiệu âm thanh, DSP/NPU, VPU và bộ tăng tốc gói mạng.

Vấn đề kernel Android trên điện thoại Linux

Điều khiến làn sóng điện thoại Linux 2020-2022 thú vị là chúng chạy trên kernel Linux thực sự. Ngược lại, hầu hết điện thoại Linux khác chạy ngăn xếp Linux trên libhybris, tải thư viện và driver Android. Ưu điểm là có thể dùng SoC di động hiện đại như Snapdragon hay Dimensity với hiệu năng và tiết kiệm điện tốt.

Nhưng vấn đề là tuổi thọ ngắn. Google chỉ hỗ trợ mỗi kernel Android trong 4 năm với bản vá bảo mật. Đây là rủi ro lớn vì có tới 37,62 triệu mẫu mã phần mềm độc hại Android theo thống kê của AV-TEST, so với chỉ 5,29 triệu trên Linux.

FuriLabs FLX1 dùng MediaTek Dimensity 900 phát hành tháng 5/2021 với kernel android11-5.4. Google ngừng hỗ trợ kernel này từ 1/1/2026 và Linux ngừng cập nhật kernel 5.4 từ 3/12/2025. Vì MediaTek không phát hành nâng cấp kernel phiên bản lớn, FLX1 và các phiên bản kế nhiệm bị mắc kẹt với kernel lỗi thời không còn bản vá bảo mật.

Jolla C2 Community Phone với giá 369 EUR cũng có vấn đề tương tự. Máy dùng chip UNISOC Tiger T606 công bố tháng 9/2021, chạy kernel "5.4.233-android12" — thực chất là cùng kernel không được hỗ trợ như FLX1. Jolla thậm chí không cập nhật lên 5.4.302, bản phát hành bảo trì cuối cùng của kernel 5.4, và không công bố mã nguồn kernel C2.

Tương lai nào cho điện thoại Linux?

Tin tốt là tình trạng lỗi thời theo kế hoạch trong thị trường Android đang thay đổi. Google muốn Android cạnh tranh tốt hơn với iOS của Apple — vốn hứa hẹn ít nhất 5 năm hỗ trợ và thường cung cấp hơn 6 năm. Mô hình kinh doanh của Google không phụ thuộc vào việc buộc người dùng mua máy mới, mà vào việc thu thập dữ liệu cho quảng cáo mục tiêu.

Năm 2020, Samsung công bố dòng S, Note và Z bắt đầu từ S10 sẽ nhận 3 năm cập nhật OS và bảo mật, giống như Google đã làm với Pixel từ 2016. Tháng 10/2021, Google mở rộng đáng kể vòng đời Pixel, hứa hẹn 3 năm cập nhật OS và 5 năm cập nhật bảo mật bắt đầu từ Pixel 6.

Đối với người dùng Việt Nam quan tâm đến quyền riêng tư và phần mềm mã nguồn mở, điện thoại Linux có thể trở thành lựa chọn thực tế trong vài năm tới — không phải để thay thế hoàn toàn Android hay iOS, mà như một thị trường ngách tương tự cách người dùng có thể mua PC Linux từ các công ty nhỏ như System76, TUXEDO hay Purism.

Điện thoại Linux có thể sẽ không bao giờ thách thức về cơ bản hoạt động kinh doanh của Google hay Apple, nhưng các điều kiện đã chín muồi cho một thị trường nhỏ hình thành.

Đáng chú ý, Motorola vừa công bố sẽ bán một số mẫu điện thoại cao cấp với GrapheneOS vào năm 2027 — dấu hiệu cho thấy Google có thể cho phép các nhà sản xuất lớn bán giải pháp thay thế, có lẽ vì lo ngại quy định chống độc quyền. Khi ngành di động ngày càng khóa khả năng mở bootloader, ngày càng nhiều người sẽ tìm kiếm giải pháp thay thế cho các biến thể AOSP, và Linux di động có thể lấp vào khoảng trống đó.