Thiếu điện – nỗi ám ảnh mới của Nvidia

Theo Economist, trong cơn lốc của cuộc cách mạng trí tuệ nhân tạo (AI), Nvidia vươn mình trở thành biểu tượng công nghệ không thể thay thế. Ngày 27/8, công ty công bố báo cáo tài chính quý II với doanh thu 46,7 tỷ USD, vượt dự báo 46 tỷ USD của Phố Wall, nhờ sức hút mãnh liệt từ chip Blackwell và siêu chip GB200 – “trái tim” của các mô hình AI tiên tiến như ChatGPT.

Với hơn 600.000 chip Blackwell và số lượng tương tự chip GB200 bán ra trong quý, Nvidia chiếm lĩnh gần 60% doanh thu từ các sản phẩm AI, củng cố vị thế dẫn đầu. Phố Wall lạc quan dự đoán hãng chip Mỹ có thể chạm mốc vốn hóa 5.000 tỷ USD, sau mốc 4.000 tỷ USD họ đạt được hồi tháng 7.

Nhưng lưới điện Mỹ, vốn đang dần già cỗi và quá tải, có thể làm chệch hướng giấc mơ của Nvidia.

Giới chuyên gia cho rằng, AI làm đảo lộn cách ngành công nghệ sử dụng điện. Trước đây, dù lưu lượng Internet tăng vọt, mức tiêu thụ năng lượng của các trung tâm dữ liệu vẫn ổn định nhờ chip ngày càng tiết kiệm. Nhưng AI đã phá vỡ quy luật này. Một rack máy tính (tủ máy chủ) thông thường cần 12 kW, trong khi rack AI đào tạo mô hình ngôn ngữ lớn tiêu tốn tới 80 kW và 40 kW khi xử lý yêu cầu người dùng.

Chip Blackwell của Nvidia, với hiệu năng vượt trội, ngốn 1 kW mỗi chip – gấp ba lần thế hệ trước. Siêu chip GB200, tích hợp 72 chip Blackwell và 36 CPU Grace, đẩy mức tiêu thụ lên 132 kW mỗi rack, chưa kể hệ thống làm mát cần thêm 160 kW. Dự báo, Nvidia sẽ bán 6 triệu chip Blackwell và 5,5 triệu GB200 từ tháng 2/2024 đến tháng 2/2026. Nếu một nửa số chip trên được triển khai tại Mỹ, chúng sẽ làm tăng nhu cầu điện thêm 25 GW, gần gấp đôi mức công suất được bổ sung vào hệ thống điện nước này năm 2022.

Lưới điện Mỹ, từng là nền tảng của sự tiến bộ công nghiệp, giờ đây bộc lộ những vết nứt. Trong nhiều thập kỷ, công suất điện tăng trưởng ì ạch ở mức một chữ số, không thể bắt kịp cơn khát năng lượng của AI.

Theo một khảo sát của Schneider Electric, các nhà quản lý trung tâm dữ liệu lo ngại về nguồn điện khả dụng hơn cả việc tiếp cận GPU. Bernstein dự đoán Mỹ có thể thiếu hụt 17-62 GW vào năm 2030, tùy thuộc vào tiến bộ hiệu suất chip, trong khi Morgan Stanley ước tính con số này là 45 GW vào 2028.

Nếu không giải quyết được, Nvidia có thể đối mặt với hai kịch bản, một là doanh số chip chững lại do trung tâm dữ liệu không thể mở rộng. Hai là chip bán ra bị bỏ không vì thiếu điện. Cả hai viễn cảnh trên đều đe dọa lợi nhuận của hãng và các khách hàng lớn Microsoft hay Amazon, những người đang đổ hàng tỷ USD vào GPU.

Ngành điện Mỹ đang nỗ lực xoay chuyển tình thế. Kể từ khi ChatGPT khởi đầu cơn sốt AI năm 2022, chi tiêu vốn của 50 nhà cung cấp điện niêm yết lớn nhất đã tăng 30%, đạt 188 tỷ USD tính đến cuối tháng 6. Các kế hoạch đầy tham vọng hứa hẹn bổ sung 123 GW công suất mới, bên cạnh 565 GW hiện có.

Tuy nhiên, chỉ 21 GW công suất mới được xây dựng. Các nhà sản xuất thiết bị điện toàn cầu còn làm tình hình tệ hơn khi cắt giảm đầu tư 3% mỗi năm kể từ 2022, đẩy giá thiết bị lên cao, cộng thêm áp lực từ thuế quan.

Các công ty điện đối mặt rào cản pháp lý khi muốn tăng giá điện để bù chi phí đầu tư. Trong khi đó, người tiêu dùng – vốn nhạy cảm với lạm phát – có thể phản ứng dữ dội, tạo thêm áp lực chính trị.

Nhận thấy nguy cơ trên, các gã khổng lồ công nghệ tự tìm lối thoát. Alphabet triển khai pin mặt trời và lưu trữ năng lượng tại các trung tâm dữ liệu, trong khi Công ty Meta tại Louisiana sử dụng khí đốt tự nhiên khai thác tại chỗ. Nhưng những giải pháp này chỉ mang tính cục bộ, không thể thay thế vai trò của các công ty điện lực – nguồn cung chính cho lưới điện Mỹ.

Nvidia cũng hành động, chi 30,8 tỷ USD để đảm bảo nguồn cung linh kiện, năng lực sản xuất chip Blackwell B300 Ultra. Công ty phát triển phần mềm Microservice để tối ưu hóa năng lượng, nhưng đây chỉ là giải pháp ngắn hạn. Nhu cầu điện vẫn tăng nhanh hơn khả năng cung cấp và các công ty điện lực vẫn giữ vai trò then chốt.

Bên cạnh đó, hãng hợp tác với Viện nghiên cứu điện lực (EPRI) để phát triển các giải pháp dựa trên AI, quản lý mức tiêu thụ điện ngày càng tăng từ các trung tâm dữ liệu và điện toán. Sáng kiến có tên là “Open Power AI Consortium”, tập hợp các công ty tiện ích và tập đoàn công nghệ lớn, gồm PG&E, Con Edison, Constellation Energy, Duke Energy, Tennessee Valley Authority, ENOWA (công ty năng lượng và nước của NEOM), Microsoft và Oracle.

Liên minh có kế hoạch tận dụng các mô hình AI chuyên biệt để nâng cao hiệu quả lưới điện, tối ưu hóa phân phối năng lượng và ngăn ngừa tình trạng thiếu nguồn cung. Các mô hình AI này sẽ là mã nguồn mở, cho phép nhà nghiên cứu trong nhiều ngành và học viện đóng góp vào cải tiến lưới điện.

Tác động của cuộc khủng hoảng năng lượng không chỉ giới hạn ở Mỹ. Theo S&P Global, các trung tâm dữ liệu toàn cầu sẽ tiêu thụ hơn 1.580 TWh vào năm 2034, tương đương toàn bộ nền kinh tế Ấn Độ.

Nvidia đang tìm cách giảm rủi ro bằng cách mở rộng sang các thị trường mới, tận dụng nguồn điện ổn định và chi phí thấp. Tuy nhiên, ngay cả ở những nơi này, hãng cũng phải đối mặt với thách thức về cơ sở hạ tầng và cạnh tranh địa phương. Những nỗ lực này cho thấy Nvidia đang cố gắng đa dạng hóa để tránh phụ thuộc quá nhiều vào lưới điện Mỹ.

CEO Nvidia Jensen Huang từng nhấn mạnh trong hội thảo của Bipartisan Policy Center, rằng “AI có thể giúp giải quyết các vấn đề năng lượng bằng cách tối ưu hóa hiệu quả, nhưng nó cần được triển khai ở những khu vực có nguồn năng lượng dư thừa”. Tuy nhiên, thực tế những khu vực như vậy tại Mỹ ngày càng khan hiếm.

Hãng chip Mỹ đứng trước ngã rẽ định mệnh. Với chip Blackwell và GB200, công ty đã định hình tương lai của AI, nhưng tương lai đó phụ thuộc vào một yếu tố tưởng chừng đơn giản, đó là điện. Nếu lưới điện Mỹ không thể bắt kịp xu hướng trên, giấc mơ nâng giá trị vốn hóa lên 5.000 tỷ USD của hãng có thể bị trì hoãn, kéo theo sự chững lại của cả ngành AI.

Chuyên gia công nghệ Chirag Dekate từ Gartner cho rằng Nvidia dẫn đầu nhờ hệ sinh thái chip và phần mềm, nhưng năng lượng là yếu tố ngoài tầm kiểm soát. “Nếu lưới điện không theo kịp, cả ngành AI có thể chững lại”, ông cảnh báo.

Cuộc chiến giờ đây không chỉ là về công nghệ, mà còn là về năng lượng – một trận chiến mà Nvidia không thể tự mình chiến thắng.

Phong Lâm (Theo Economist, Apnews, Invezz)