Vượt ra ngoài Silicon: Cơ sở hạ tầng quan trọng thúc đẩy sự bùng nổ của AI

Hiểu rõ Chi Phí Thực của Mở Rộng AI

Khi các nhà phân tích ngành tại McKinsey dự đoán rằng các công ty sẽ cần đầu tư 5.2 nghìn tỷ đô la vào hạ tầng AI vào năm 2030, hầu hết các nhà đầu tư tập trung vào những người chiến thắng rõ ràng: các nhà sản xuất chất bán dẫn và GPU. Tuy nhiên, con số đầu tư đáng kinh ngạc này tiết lộ một bức tranh phức tạp hơn. Ngoài các chip, việc phân bổ vốn khổng lồ này còn bao gồm một hệ thống các dự án hạ tầng ít rõ ràng hơn nhưng cũng quan trọng không kém—các lưới điện, hệ thống làm mát, và các cơ sở vật chất vật lý biến phần cứng tiên tiến thành siêu máy tính AI hoạt động được.

Chủ đề truyền thông hiện tại về AI thường tập trung vào các ứng dụng đột phá và các công ty sản xuất bộ xử lý chuyên dụng. Nvidia’s GPU và Micron’s chip bộ nhớ đang bán hết nhanh chóng khi các công ty AI chạy đua xây dựng hệ thống thế hệ tiếp theo. Tuy nhiên, các thành phần bán dẫn này chỉ là một phần của câu đố hạ tầng. Thực tế, nút thắt có thể không phải là khả năng cung cấp bộ xử lý, mà là các hệ thống nền tảng cần thiết để làm cho các bộ xử lý đó hoạt động ở quy mô lớn.

Thực Tế Vật Lý của Điện Toán Đám Mây

Một hiểu lầm cơ bản vẫn tồn tại: rằng AI dựa trên đám mây hoạt động trong một không gian kỹ thuật số vô hình. Trên thực tế, trí tuệ nhân tạo đòi hỏi một hạ tầng vật lý khổng lồ. Mỗi mô hình AI chạy trên các máy chủ đặt trong các cơ sở đặc biệt được thiết kế để xử lý mật độ tính toán và sinh nhiệt chưa từng có.

Các trung tâm dữ liệu tạo thành xương sống của hệ sinh thái này. Đây không phải là các tòa nhà văn phòng thông thường được chuyển đổi thành máy chủ. Các trung tâm dữ liệu hiện đại sẵn sàng cho AI, thường gọi là nhà máy AI hoặc các cơ sở quy mô siêu lớn, đòi hỏi thiết kế kiến trúc tinh vi, hệ thống quản lý nhiệt tiên tiến, và nguồn điện đáng tin cậy lớn. Xây dựng các cơ sở này đòi hỏi vốn đầu tư khổng lồ và chuyên môn đặc thù.

Một số loại công ty đang có vị thế hưởng lợi từ việc xây dựng hạ tầng này. Các công ty bất động sản chuyên về vận hành trung tâm dữ liệu đang thành lập các quỹ dành riêng cho phát triển hạ tầng AI. Một nhà chơi lớn gần đây đã công bố kế hoạch đầu tư hơn $10 tỷ đô la vào xây dựng trung tâm dữ liệu quy mô siêu lớn. Một công ty khác đã cam kết $15 tỷ đô la để mua đất và xây dựng các cơ sở hiện đại được trang bị cho các khối lượng công việc AI. Một công ty thứ ba đã tích cực mua lại các nền tảng trung tâm dữ liệu toàn cầu và hiện vận hành hơn 140 cơ sở trên các châu lục khác nhau, với tổng công suất điện hơn 1.6 gigawatt và khả năng mở rộng thêm 3.4 gigawatt nữa.

Các công ty này cũng đang khám phá các công nghệ phụ trợ để hỗ trợ vận hành trung tâm dữ liệu. Ví dụ, công nghệ pin nhiên liệu tiên tiến đang được triển khai như một nguồn năng lượng bổ sung cho một số khu vực trung tâm dữ liệu, cung cấp năng lượng cục bộ và nâng cao khả năng phục hồi hoạt động.

Yêu Cầu Về Điện Năng

Áp lực lớn nhất đối với việc mở rộng hạ tầng AI có thể không phải là không gian vật lý hay công suất xử lý—mà là điện năng. Một khu phức hợp trung tâm dữ liệu AI có thể cần hơn 1 gigawatt điện liên tục, tương đương với lượng điện tiêu thụ của khoảng 750,000 hộ gia đình.

Các công ty hàng đầu về AI đã bắt đầu thừa nhận công khai thách thức này. Các ước tính gần đây cho thấy, để đáp ứng nhu cầu tính toán AI của Mỹ vào năm 2028, quốc gia này sẽ cần thêm 50 gigawatt công suất điện. Đây là một yêu cầu mở rộng đáng kinh ngạc, đặc biệt khi hiện trạng hiện nay là việc hiện đại hóa lưới điện thường diễn ra chậm và gặp nhiều rào cản pháp lý.

Các công ty hạ tầng năng lượng đã nhận ra cơ hội này và đang phản ứng bằng cách phân bổ vốn lớn. Một số nhà cung cấp dịch vụ tiện ích lớn dự kiến sẽ đầu tư hơn $25 tỷ đô la vào các dự án truyền tải điện đặc biệt nhằm hỗ trợ sự phát triển của trung tâm dữ liệu AI. Các dự án này bao gồm xây dựng các tuyến truyền tải mới có công suất cao, mở rộng mạng lưới đường ống khí tự nhiên để hỗ trợ các nhà máy phát điện chạy khí, và phát triển các nguồn năng lượng tái tạo bao gồm năng lượng hạt nhân hợp tác với các công ty công nghệ.

Các công ty hạ tầng khí tự nhiên đặc biệt phù hợp để mở rộng quy mô này. Các nhà vận hành đường ống khí đang thực hiện nhiều dự án để tăng cung cấp trên toàn quốc, nhiều dự án dự kiến hoàn thành trong đầu những năm 2030. Ngoài hạ tầng vận chuyển, các công ty này cũng đang đầu tư hàng tỷ đô la vào các nhà máy phát điện chạy khí đặc thù để phục vụ khách hàng trung tâm dữ liệu, với hàng chục dự án khác trong các giai đoạn lập kế hoạch, tiềm năng đầu tư trong tương lai đạt $14 tỷ đô la hoặc hơn.

Phản ứng của ngành năng lượng đối với nhu cầu hạ tầng AI vượt ra ngoài các tiện ích truyền thống. Các công ty công nghệ đang thiết lập các mối quan hệ hợp tác chiến lược với các nhà cung cấp năng lượng để cùng phát triển các khu trung tâm dữ liệu được cung cấp năng lượng bởi các công nghệ mới nổi như năng lượng hạt nhân tiên tiến. Những hợp tác này thể hiện một bước chuyển đổi căn bản trong cách hoạch định và triển khai hạ tầng năng lượng và tính toán.

Sự Hội Tụ của Nhiều Làn Sóng Hạ Tầng

Điều phân biệt việc xây dựng hạ tầng AI hiện tại so với các chu kỳ công nghệ trước đó là nhu cầu đồng thời trên nhiều lớp hạ tầng. Các đợt mở rộng internet và điện toán đám mây trước đây chủ yếu đòi hỏi khả năng tính toán và bất động sản. Sức mạnh tính toán của AI tạo ra các yêu cầu cộng gộp: bộ xử lý mạnh hơn đòi hỏi hệ thống làm mát tinh vi hơn, điều này đòi hỏi công suất điện lớn hơn, dẫn đến mở rộng lưới điện, và cuối cùng là xây dựng các nhà máy phát điện mới và hạ tầng truyền tải.

Các công ty hoạt động ở từng lớp của hệ thống hạ tầng này—từ nhà phát triển trung tâm dữ liệu, nhà vận hành truyền tải năng lượng, đến nhà cung cấp năng lượng—sẽ đóng vai trò thiết yếu trong việc thúc đẩy kỷ nguyên AI. Lượng vốn chảy vào các phân khúc hạ tầng này có thể sánh hoặc vượt xa vốn dành cho các công ty phần mềm và phần cứng AI.

Việc mở rộng hạ tầng này là một trong những chu kỳ phân bổ vốn nhiều năm lớn nhất trong lịch sử kinh tế hiện đại. Khác với ngành bán dẫn tập trung tương đối, việc xây dựng hạ tầng liên quan đến hàng trăm công ty trong các lĩnh vực bất động sản, tiện ích, kỹ thuật, và xây dựng.

Nhìn Về Phía Trước

Khi các hệ thống AI tiếp tục nâng cao độ phức tạp và phạm vi triển khai, hạ tầng hỗ trợ chúng sẽ cần liên tục mở rộng và nâng cấp. Các công ty thúc đẩy hạ tầng này—dù qua phát triển trung tâm dữ liệu, truyền tải điện, hay công suất phát điện—sẽ đóng vai trò then chốt trong việc thúc đẩy chuyển đổi kinh tế AI rộng lớn hơn. Hiệu quả tài chính của họ có thể cuối cùng sẽ bền vững và ổn định hơn ngành bán dẫn vốn dễ biến động, mang lại cho các nhà đầu tư cơ hội tiếp xúc với sự tăng trưởng của AI mà không phụ thuộc trực tiếp vào chu kỳ sản phẩm và cuộc chiến thị phần của các nhà sản xuất chip riêng lẻ.