Theo như sự đáp lại của Washington khi mới đây lại huy động các “ông lớn” công nghệ bước vào cuộc đua chưa từng có, sau khi Trung Quốc đã triển khai các hệ thống AI và siêu máy tính trên quỹ đạo, tạo áp lực lớn lên Mỹ, khiến cuộc đua toàn cầu triển khai các trung tâm dữ liệu ngoài không gian nhằm phục vụ phát triển trí tuệ nhân tạo (AI) đã chính thức khởi động.
Nỗ lực đưa AI vào quỹ đạo là một nước cờ chiến lược với những hậu quả sâu rộng đối với an ninh quốc gia và vị thế thống trị kinh tế. Ảnh: Shutterstock.
Cuộc đua toàn cầu triển khai các trung tâm dữ liệu ngoài không gian nhằm phục vụ phát triển trí tuệ nhân tạo (AI) đã chính thức khởi động, trong đó Trung Quốc đang nắm lợi thế sớm.
“Xét về hiệu năng cao nhất của điện toán không gian cũng như mức độ hoàn chỉnh của khung công nghệ, chúng tôi đang đi đầu”, nhà khoa học máy tính Han Yinhe, làm việc tại Bắc Kinh, khẳng định.
Han là nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Máy tính (ICT) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, đồng thời tham gia một sáng kiến lớn nhằm phát triển “siêu máy tính ngoài không gian” thực thụ trên quỹ đạo Trái Đất tầm thấp. Hệ thống này dự kiến tích hợp 10.000 thẻ tính toán hiệu năng cao, theo SCMP.
Tuy nhiên, Mỹ đang tăng tốc mạnh mẽ để bắt kịp, với nguồn vốn dồi dào hơn và năng lực phóng vượt trội. Nhiều tỷ phú công nghệ tại Thung lũng Silicon, trong đó có Elon Musk và CEO Google Sundar Pichai, đã bắt tay vạch kế hoạch đưa hạ tầng AI lên không gian.
Trung Quốc đi trước, Mỹ toàn lực bám đuổi
Hôm 8/12, tỷ phú Elon Musk viết trên mạng xã hội rằng ông hình dung việc phóng mỗi năm tới một triệu tấn vệ tinh, với mục tiêu triển khai 100 gigawatt năng lực tính toán AI trên quỹ đạo mỗi năm.
Tháng trước, ông cũng xác nhận SpaceX dự định xây dựng các trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo bằng cách mở rộng thế hệ vệ tinh Starlink V3.
Chỉ vài ngày trước đó, ông Pichai thông báo Google có kế hoạch phóng các trung tâm dữ liệu ngoài không gian sớm nhất vào năm 2027.
“Chúng tôi sẽ gửi những giá máy rất nhỏ lên vệ tinh, thử nghiệm và sau đó mở rộng quy mô”, ông nói. Tập đoàn công nghệ này đã công bố sáng kiến mang tên Project Suncatcher hồi tháng 11.
Việc đưa AI lên quỹ đạo được xem là một nước cờ chiến lược với hệ lụy sâu rộng đối với an ninh quốc gia, ưu thế kinh tế và tương lai kết nối toàn cầu như 6G.
Các trung tâm dữ liệu ngoài không gian có lợi thế về nguồn năng lượng mặt trời gần như vô hạn, khả năng tản nhiệt tự nhiên và xử lý dữ liệu gần như tức thời, qua đó giảm phụ thuộc vào hạ tầng mặt đất và băng thông truyền tải.
Quốc gia giành chiến thắng trong cuộc đua xây dựng hạ tầng AI ngoài không gian có khả năng mở rộng, ổn định và mạnh mẽ sẽ nắm lợi thế quyết định trong kỷ nguyên điện toán tiếp theo, tương tự vai trò của Mỹ với internet hay của Trung Quốc với 5G.
Tại Mỹ, start-up Starcloud đã sớm bước vào cuộc chơi khi phóng vệ tinh Starcloud-1 hồi đầu tháng 11. Đây là vệ tinh đầu tiên mang theo chip đồ họa Nvidia H100 - một trong những bộ xử lý AI mạnh nhất hiện nay - lên quỹ đạo.
Elon Musk với SpaceX và nhiều công ty công nghệ bắt đầu nhập cuộc phóng siêu máy tính lên quỹ đạo. Ảnh: Reuters.
Với 80 GB bộ nhớ đồ họa và hiệu năng vượt trội so với bất kỳ máy tính không gian nào trước đây, con chip này sẽ phục vụ thử nghiệm trên quỹ đạo các tác vụ phân tích ảnh quan sát Trái Đất và mô hình ngôn ngữ lớn.
Dù được xem là dấu mốc mở màn cho cuộc đua AI ngoài không gian, đây không phải là nỗ lực đầu tiên. Ngay từ năm 2022, Zhongke Tiansuan - công ty hàng không vũ trụ có trụ sở tại Bắc Kinh, tách ra từ ICT - đã phóng một máy tính không gian sử dụng chip hiệu năng cao do Trung Quốc tự phát triển. Hệ thống này đến nay đã vận hành ổn định trên quỹ đạo hơn 1.000 ngày.
Năm ngoái, nhóm nghiên cứu tiếp tục phóng phiên bản nâng cấp, đạt được suy luận AI trực tiếp trên quỹ đạo, sớm hơn Starcloud. Những bước đi này giúp Trung Quốc tích lũy dữ liệu vận hành dài hạn và kinh nghiệm kỹ thuật.
“Trung Quốc đã đi trước về tốc độ triển khai kỹ thuật và thương mại hóa”, ông Zhao Hongjie, Phó Chủ tịch Guoxing Aerospace - công ty phát triển vệ tinh AI có trụ sở tại Thành Đô - nhận định trong cuộc phỏng vấn với báo Khoa học và Công nghệ (cơ quan nhà nước) hồi tháng trước.
Tháng 5 vừa qua, Guoxing Aerospace phối hợp với Phòng thí nghiệm Chiết Giang đã phóng cụm 12 vệ tinh, hình thành chòm sao điện toán quỹ đạo đầu tiên trên thế giới. Hệ thống này sở hữu tổng năng lực tính toán 5 peta phép toán mỗi giây và tích hợp mô hình AI ngoài không gian với 8 tỷ tham số.
Đến tháng 9, chòm sao này đã chứng minh khả năng ứng dụng thương mại khi xử lý dữ liệu cho lĩnh vực giao thông ngay trên quỹ đạo. Trong một thử nghiệm tại quận Pazhou (Quảng Châu), hệ thống chỉ mất ba phút để hoàn tất suy luận và truyền kết quả, rút ngắn đáng kể thời gian phản hồi và tiết kiệm hơn 90% băng thông truyền về mặt đất.
Cuối tháng 11, chính quyền thành phố Bắc Kinh cũng công bố kế hoạch xây dựng một trung tâm dữ liệu không gian tập trung quy mô lớn trên quỹ đạo bình minh - hoàng hôn, ở độ cao 700-800 km so với Trái Đất. Dự án do một liên minh đổi mới dẫn dắt, đặt mục tiêu hệ thống có công suất vượt 1 gigawatt.
Theo đơn vị phát triển, việc triển khai sẽ diễn ra qua ba giai đoạn, hướng tới hoàn tất một trung tâm dữ liệu ngoài không gian quy mô megawatt vào năm 2035.
Ý tưởng táo bạo
Trong bối cảnh AI ngày càng “khát” năng lực tính toán, ý tưởng về các trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo đang nhận được sự hưởng ứng mạnh mẽ, nhờ khả năng tận dụng nguồn năng lượng mặt trời vô hạn và tản nhiệt trực tiếp vào không gian, qua đó giảm đáng kể nhu cầu năng lượng.
Trước đây, vệ tinh thu thập dữ liệu trong không gian rồi phải truyền về Trái Đất để xử lý. Ngược lại, các trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo cho phép phân tích độ trễ thấp, gần như theo thời gian thực và vận hành tự động, đặc biệt quan trọng trong các tình huống như giám sát thiên tai hay trinh sát quân sự.
Trung Quốc và Mỹ đang chạy đua để trở thành quốc gia đầu tiên phóng các trung tâm không gian trí tuệ nhân tạo lên quỹ đạo. Ảnh: Shutterstock.
Tuy vậy, theo ông Han, việc đưa các hệ thống tính toán hiệu năng cao lên không gian phức tạp hơn nhiều so với chỉ “đưa chip lên quỹ đạo”. Các con chip hiện nay phải đối mặt với bức xạ năng lượng cao, dao động nhiệt cực đoan và rung chấn mạnh khi phóng tên lửa - những yếu tố đe dọa nghiêm trọng đến độ ổn định.
Ông cho biết từ năm 2019, một số viện nghiên cứu trong nước, bao gồm ICT, đã khởi động các dự án nhằm tìm cách triển khai chip AI ngoài không gian nhưng vẫn bảo đảm độ tin cậy.
Hãng thông tấn Tân Hoa Xã ngày 5/12 đưa tin nhóm Tiansuan đã khắc phục được các lỗi do bức xạ gây ra, như sai số tính toán và sập hệ thống trên chip công nghiệp, đồng thời thử nghiệm công nghệ làm mát vòng chất lỏng trên quỹ đạo để tản nhiệt cho các chip có mật độ nhiệt cao.
Không tiếp cận được những con chip tiên tiến nhất của Mỹ, Trung Quốc đang theo đuổi hướng đi khác bằng cách tối ưu kiến trúc hệ thống và tích hợp nhiều chip nội địa trên cùng một vệ tinh.
“Đây là đổi mới mang tính hệ thống, không đơn thuần là gia tăng số lượng phần cứng”, ông Han nhấn mạnh.
Giới chuyên gia cho rằng, dù chi phí hiện nay còn cao, việc mở rộng các trung tâm dữ liệu ngoài không gian sẽ thúc đẩy các doanh nghiệp không gian thương mại hoàn thiện công nghệ và từng bước giảm giá thành.
“Về lâu dài, đây sẽ là một lĩnh vực kinh doanh sinh lời,” ông Han nhận định, đồng thời cho rằng cuộc đua AI ngoài không gian mới chỉ bắt đầu, nhưng sẽ sớm trở thành một trong những mặt trận cạnh tranh công nghệ khốc liệt nhất thế giới.
