Mac Mini M6 chạy giả lập Pentium II 600MHz kèm Voodoo 3 trên 86Box

Mac Mini M6 chứng minh sức mạnh đơn nhân của Apple Silicon khi có thể giả lập một chiếc PC thời kỳ cuối thập niên 1990 ở mức xung nhịp cao hơn hẳn so với thế hệ trước đó.

Mac Mini M6 chạy giả lập Pentium II với 86Box

Vì sao 86Box chỉ quan tâm đến một nhân CPU

86Box là phần mềm giả lập PC cổ điển ở cấp độ phần cứng. Nó mô phỏng chính xác từng thành phần: thời gian xung nhịp CPU, hành vi chipset, bus ISA và PCI, chip đồ họa, thiết bị âm thanh cho đến bộ điều khiển đĩa. Chính vì mức độ chi tiết này, phần mềm cần một cấu hình máy rất mạnh để chạy trơn tru các tựa game và ứng dụng xưa cũ.

Điểm mấu chốt nằm ở chỗ: gần như toàn bộ khối lượng công việc giả lập dồn lên một luồng xử lý duy nhất. Số lượng nhân CPU gần như không quan trọng, mà điều quyết định là tốc độ của một nhân đơn lẻ và khả năng duy trì tốc độ đó trong thời gian dài mà không bị giảm xung. Đây chính là sở trường của dòng chip Apple Silicon, và là lý do khiến Mac Mini M6 trở nên thú vị trong bài thử nghiệm này.

Tác giả đã dùng một bản dựng tùy chỉnh của 86Box 6.0 (phát hành ngày 31/5/2026), trong đó nhóm phát triển cải thiện hiệu năng giả lập CPU trên nền tảng ARM và bổ sung trình biên dịch lại tức thời (JIT) ARM64 cho đồ họa Voodoo. Yếu tố thứ hai đặc biệt quan trọng vì cỗ máy Windows 98 trong bài chạy card Voodoo 3 giả lập.

Vì sao 100% là con số duy nhất chấp nhận được

86Box báo cáo tốc độ giả lập hiệu dụng dưới dạng phần trăm so với tốc độ mục tiêu. Mức 100% nghĩa là máy chủ đang theo kịp mô hình thời gian của trình giả lập, còn bất cứ con số nào thấp hơn đều là vấn đề thực sự.

Điều quan trọng hơn cả điểm trung bình là độ ổn định. Chỉ cần một cú tụt ngắn cũng tạo ra âm thanh méo tiếng, bởi phần cứng âm thanh được cấp dữ liệu theo thời gian thực và bộ đệm bị cạn sẽ nghe thấy ngay dưới dạng tiếng nứt. Bất kỳ cấu hình 86Box nào thường xuyên tụt dưới 100% đều sẽ cho cảm giác không đúng, và việc có đủ dư địa để giả lập thoải mái sẽ mang lại trải nghiệm ổn định hơn hẳn.

Kết quả là mỗi máy chủ trở thành một giới hạn trần thay vì một điểm số. Với mỗi cấu hình giả lập, luôn tồn tại một mức xung CPU tối đa mà máy chủ có thể duy trì ở mức 100% phẳng lặng. Vì gần như toàn bộ công việc dồn vào một luồng, hiệu năng đơn nhân sẽ dịch chuyển giới hạn trần này đáng kể.

Phương pháp thử nghiệm

Để tìm ra giới hạn trần, tác giả đã tạo một bản dựng tùy chỉnh từ đúng bản commit của phiên bản 6.0 (build 9001), mở rộng bảng tần số theo bước 50MHz lên tới 800MHz. Bản vá bảng tần số Deschutes bổ sung các mức từ 500 đến 800MHz với thông số bộ nhớ và bộ đệm được điều chỉnh để giữ độ trễ truy cập tương đương, đồng thời giữ bus AT ở mức 8,33MHz.

Cấu hình máy giả lập được cố định trong mọi lần chạy:

• Bo mạch chủ Slot 1 với Pentium II (Deschutes), xung nhịp thay đổi theo từng lần chạy
• 256MB RAM
• Card Voodoo 3 giả lập với 16MB bộ nhớ đồ họa (2 luồng)
• Windows 98 SE

Cấu hình CPU trong 86Box cho máy Pentium II giả lập

Tải thử nghiệm được thiết kế có phần "khó chịu" một cách chủ đích: Cinebench 2000 chạy bài kiểm tra CPU trong khi Winamp 2.76 phát file WAV PCM 16-bit 44.100Hz ở chế độ nền. Âm thanh đóng vai trò mỏ neo vì nó tiêu thụ phần cứng giả lập theo thời gian thực, nên bất kỳ lúc nào bị tụt lại đều nghe thấy được ngay.

Điều kiện đạt được mang tính chủ quan nhưng nghiêm ngặt: nếu nghe thấy tiếng nứt, hoặc tốc độ giả lập báo cáo tụt dưới 100% ở bất kỳ thời điểm nào, lần chạy đó bị đánh trượt.

Kết quả: M4 dừng ở 500MHz, M6 vươn tới 600MHz

Mac Mini M4 (bản cơ sở 10 nhân, 16GB) giữ vững mức 500MHz, cả hai máy đều cực kỳ ổn định trong suốt bài Cinebench 2000 và 3DMark 2000 SE ở tốc độ đó. Đến 550MHz, M4 bắt đầu giật. Đó là những gián đoạn nhẹ trong Cinebench nhưng rõ hơn trong phần trình diễn 3DMark, đủ để đánh trượt lần chạy.

M6 vượt qua cả 550MHz lẫn 600MHz. Ở mức 600MHz, máy giữ phẳng 100% xuyên suốt hai lần chạy Cinebench 2000 và phần trình diễn 3DMark 2000 SE, lần sau kéo dài 7-8 phút không gián đoạn. Như vậy, mức xung cao nhất đạt được cao hơn 20% so với M4 trong cùng cấu hình.

Bảng điểm Cinebench 2000 theo xung nhịp Pentium II giả lập:

Xung nhịp	Cinebench 2000 (M6)	Cinebench 2000 (M4)
300MHz	4,62 CB	Đạt
350MHz	5,34 CB	Đạt
400MHz	6,16 CB	Đạt
450MHz	7,02 CB	Đạt
500MHz	7,73 CB	Đạt
550MHz	8,54 CB	Trượt
600MHz	9,28 CB	Trượt
650MHz	10,08 CB	Trượt

Một chi tiết đáng lưu ý: kết quả 10,08 CB ở mức 650MHz đi kèm một hai lần tụt âm thanh, nên không được tính là đạt. Tác giả thừa nhận có thể đã quá khắt khe với lần chạy đó và hoạt động nền có thể là nguyên nhân gây giật, nhưng để trung thành với phương pháp luận, 600MHz là kết quả chính thức và vẫn còn chút dư địa.

So sánh với phần cứng thật thời kỳ đó

Có một điểm thú vị khi đối chiếu với phần cứng thực. Một chủ đề trên diễn đàn Ars Technica tập hợp kết quả Cinebench 2000 do người dùng báo cáo cho thấy:

• Pentium II 300MHz: 2,38 CB
• Pentium II 450MHz: 4,35 CB
• Celeron 800MHz: 7,52 CB
• Celeron 533MHz ép xung lên 760MHz: 8,03 CB
• Pentium III Coppermine 800MHz: 9,25 CB
• Athlon Classic 600MHz: 7,66 CB

Pentium II 450MHz giả lập đạt 7,02 CB, cao hơn khoảng 61% so với kết quả phần cứng thật ở cùng xung. Kỳ lạ hơn, kết quả 9,28 CB ở 600MHz gần như ngang bằng với chiếc Coppermine 800MHz. Cần nhấn mạnh đây là những báo cáo riêng lẻ từ các hệ thống khác nhau, mang tính tham chiếu thời kỳ chứ không phải so sánh có kiểm soát.

Tác giả chưa lý giải được nguyên nhân, có thể liên quan đến băng thông bộ nhớ và thời gian bộ đệm bên trong máy giả lập. Ghi chú phát hành 86Box v3.0 từng giải thích rằng khả năng giả lập dòng P6 chưa hoàn toàn chính xác do độ phức tạp của cơ chế thực thi không theo thứ tự và hành vi bộ đệm L2. Thông số Deschutes được tinh chỉnh để tiệm cận phần cứng thật ở mức tương đối.

Máy chủ thực sự đang làm gì

86Box dồn công việc lên hai nhân hiệu năng cao, hiển thị là cpu6 và cpu7, trong khi phần còn lại của chip gần như nhàn rỗi. Trên M6, hai nhân này đạt trung bình khoảng 4.483MHz trong lần chạy Cinebench ở 450MHz và khoảng 4.710MHz ở lần chạy 600MHz, đỉnh điểm lên tới 4.788MHz.

Mức sử dụng nhân cũng tăng theo xung giả lập, từ khoảng 41% mỗi nhân bận ở 450MHz lên 45-49% ở 600MHz, nghĩa là vẫn còn dư địa thực sự ở mức xung cao nhất đạt được. Mức sử dụng toàn chip không bao giờ vượt quá 26%.

M4 khi chạy cùng cấu hình giữ các nhân bận gần mức 3,7GHz, và khoảng cách đó có lẽ là lý do chính khiến nó dừng lại ở 500MHz.

Ý nghĩa đối với người dùng

Với nhu cầu cụ thể này, chiếc máy để bàn Mac mới rẻ nhất lại là một cỗ máy tốt đến bất ngờ. M4 bản cơ sở đã cho mức Pentium II 500MHz ổn định, còn M6 đẩy lên 600MHz với âm thanh nguyên vẹn và toàn bộ bản trình diễn 3DMark chạy ở 100%. Đó là kết quả ấn tượng từ một chiếc hộp nhỏ, êm ái với giá dưới 1.600 euro.

Đây là ví dụ rõ ràng nhất mà tác giả tìm thấy, nơi lợi thế đơn nhân của M6 chuyển hóa thành trải nghiệm thực tế có thể cảm nhận được, chứ không chỉ là những con số trên biểu đồ.

Nhìn vào các con số benchmark cùng những bằng chứng không chính thức trên mạng từ các bài đo thời kỳ đó, hệ thống ảo của tôi nằm ở vùng lãnh thổ Pentium III. Một ngày nào đó tôi sẽ thử giả lập Windows XP trong 86Box.

Đối với cộng đồng yêu thích máy tính cổ điển tại Việt Nam, kết quả này mở ra một hướng đi thú vị: thay vì săn lùng phần cứng cũ đã xuống cấp, một chiếc Mac Mini nhỏ gọn có thể tái hiện trọn vẹn trải nghiệm chơi game và chạy phần mềm thời Windows 98 với độ chính xác cao. Điều này cũng phản ánh xu hướng chung khi ngày càng nhiều người dùng chuyển sang giải pháp giả lập để bảo tồn và thưởng thức di sản công nghệ một cách bền vững.