Vì sao trung tâm dữ liệu trí tuệ nhân tạo trở thành cuộc đua toàn cầu

Vì sao trung tâm dữ liệu trí tuệ nhân tạo trở thành cuộc đua toàn cầu

Theo ước tính của ngân hàng đầu tư Morgan Stanley, từ nay đến năm 2029, khoảng 3 nghìn tỷ đô la Mỹ – tương đương 2,2 nghìn tỷ bảng Anh – sẽ được chi cho các trung tâm dữ liệu phục vụ trí tuệ nhân tạo (AI). Một nửa trong số đó dành cho xây dựng, phần còn lại cho phần cứng công nghệ cao.

Để dễ hình dung, con số này gần bằng quy mô toàn bộ nền kinh tế Pháp vào năm 2024. Riêng tại Vương quốc Anh, dự kiến sẽ có thêm khoảng 100 trung tâm dữ liệu mới trong vài năm tới để đáp ứng nhu cầu xử lý AI.

Một phần lớn các công trình này sẽ phục vụ cho tập đoàn Microsoft, doanh nghiệp vừa công bố khoản đầu tư 30 tỷ đô la Mỹ vào lĩnh vực AI tại Anh.

Điều gì khiến các trung tâm dữ liệu AI khác biệt so với những cơ sở lưu trữ truyền thống, vốn chỉ chứa hàng dãy máy chủ phục vụ ảnh cá nhân, mạng xã hội hay ứng dụng văn phòng? Và liệu khoản chi khổng lồ này có thực sự xứng đáng?

Sức mạnh tính toán và mật độ khổng lồ

Trong nhiều năm, các trung tâm dữ liệu đã không ngừng mở rộng quy mô. Thuật ngữ “hyperscale” được ra đời để chỉ các cơ sở có nhu cầu điện năng lên tới hàng chục megawatt, và giờ đây, nhiều trung tâm AI đã đạt đến cấp độ gigawatt – gấp hàng nghìn lần.

Trí tuệ nhân tạo đã thổi luồng gió mới vào lĩnh vực này. Phần lớn các mô hình AI phụ thuộc vào chip đồ họa hiệu năng cao của Nvidia, mỗi tủ xử lý có giá tới 4 triệu đô la. Chính những tủ máy này là yếu tố khiến trung tâm dữ liệu AI trở nên khác biệt.

Các mô hình ngôn ngữ lớn (LLM) cần phân tách ngôn ngữ thành hàng tỷ yếu tố nhỏ để học hỏi. Quá trình này chỉ có thể diễn ra trong mạng lưới máy tính được liên kết cực kỳ chặt chẽ và ở khoảng cách cực ngắn.

Chỉ cần mỗi mét khoảng cách giữa hai chip sẽ khiến tốc độ xử lý chậm thêm một phần tỷ giây. Khi hàng trăm nghìn máy hoạt động đồng thời, những chậm trễ siêu nhỏ này tích tụ lại và ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất.

Bởi vậy, các tủ xử lý AI được lắp đặt sát nhau để giảm độ trễ và tạo nên khả năng “xử lý song song” – hoạt động như một siêu máy tính khổng lồ. “Mật độ” trở thành từ khóa quan trọng trong thiết kế trung tâm dữ liệu AI, giúp loại bỏ tắc nghẽn xử lý thường thấy ở hệ thống thông thường.

Cơn khát năng lượng và thách thức môi trường

Tuy nhiên, mật độ cực cao cũng kéo theo nhu cầu năng lượng khổng lồ. Việc huấn luyện các mô hình AI tạo ra những “đỉnh” tiêu thụ điện tương đương hàng nghìn hộ gia đình bật ấm nước cùng lúc mỗi vài giây.

Daniel Bizo – chuyên gia của Viện Tư vấn Hạ tầng Dữ liệu Uptime Institute – nhận định các trung tâm dữ liệu AI tạo ra “một thách thức kỹ thuật chưa từng có”, ví như chương trình Apollo chinh phục Mặt Trăng.

Để giải quyết bài toán năng lượng, nhiều tập đoàn đang tìm hướng đi mới. Giám đốc điều hành Nvidia, Jensen Huang, cho biết trong ngắn hạn, Anh có thể sử dụng thêm tua-bin khí hoạt động độc lập để giảm tải cho lưới điện quốc gia. Ông tin rằng chính AI sẽ giúp thiết kế tua-bin, pin mặt trời, tuabin gió và công nghệ nhiệt hạch hiệu quả hơn trong tương lai.

Microsoft đang đầu tư hàng tỷ đô la vào các dự án năng lượng, bao gồm thỏa thuận với Constellation Energy nhằm khôi phục sản xuất điện hạt nhân tại đảo Three Mile. Google, thuộc tập đoàn Alphabet, cũng đẩy mạnh đầu tư vào năng lượng hạt nhân để đạt mục tiêu vận hành 100% bằng năng lượng không phát thải carbon vào năm 2030. Trong khi đó, Amazon Web Services khẳng định hiện là “người mua năng lượng tái tạo lớn nhất thế giới”.

Nhưng cùng với đó là áp lực ngày càng lớn từ các nhà lập pháp, khi lượng điện tiêu thụ và nước làm mát khổng lồ của các “nhà máy AI” có thể ảnh hưởng đến môi trường và hạ tầng địa phương.

Tại bang Virginia (Mỹ), nơi tập trung hàng loạt trung tâm dữ liệu phục vụ các tập đoàn như Amazon và Google, chính quyền đang xem xét dự luật gắn việc phê duyệt dự án mới với khả năng cung cấp nước. Ở Anh, dự án trung tâm dữ liệu AI tại Lincolnshire cũng gặp phản đối từ công ty cấp nước Anglian Water, với lý do nguồn nước sinh hoạt cần được ưu tiên cho dân cư.

Liệu đây có phải là một “bong bóng” công nghệ mới?

Trước quy mô đầu tư khổng lồ và những thách thức kỹ thuật, không ít chuyên gia đặt câu hỏi liệu sự bùng nổ trung tâm dữ liệu AI có phải là “bong bóng” tương tự thời kỳ dotcom.

Tại một hội nghị gần đây, một chuyên gia đã đùa rằng ngành này đang sống trong thời kỳ “bragawatts” – ám chỉ việc khoe khoang quy mô đầu tư tính bằng gigawatt.

Zahl Limbuwala, chuyên gia tại công ty tư vấn đầu tư công nghệ DTCP, thừa nhận quỹ đạo chi tiêu hiện nay “khó có thể tin được”. Ông cho rằng thị trường sẽ tự điều chỉnh nếu lợi nhuận không tương xứng với đầu tư.

Tuy vậy, ông vẫn tin rằng AI xứng đáng với vị thế đặc biệt. “AI sẽ tạo ra tác động lớn hơn bất kỳ công nghệ nào trước đây, kể cả Internet. Vì thế, việc cần đến tất cả những gigawatt ấy là điều hoàn toàn khả thi.”

Theo ông, khác với bong bóng dotcom chỉ tồn tại trong thế giới ảo, các trung tâm dữ liệu AI là “bất động sản thực thụ của thế giới công nghệ”. Dù vậy, cơn sốt đầu tư này chắc chắn không thể kéo dài mãi mãi.