Trung tâm dữ liệu AI một gigawatt trị giá 35 tỷ USD có gì?

Theo phân tích của ngân hàng đầu tư TD Cowen (Mỹ), một gigawatt (GW) là chuẩn mực mới cho các trung tâm dữ liệu AI thế hệ tiếp theo, như Colossus 2 của xAI ở Memphis, Prometheus của Meta ở Ohio, Hyperion ở Louisiana, Stargate của OpenAI ở Texas và dự án Mount Rainier của Amazon ở Indiana.

Trong khi đó, phân tích từ Bernstein Research cho thấy xây dựng trung tâm dữ liệu AI cỡ gigawatt cần khoảng 35 tỷ USD. "Mỗi gigawatt công suất không chỉ là thước đo năng lượng, mà còn đại diện cho hệ sinh thái công nghiệp mới nổi trải dài từ chất bán dẫn, thiết bị mạng, hệ thống điện, xây dựng đến sản xuất năng lượng", Bernstein Research bình luận.

Kết hợp các nguồn dữ liệu, TD Cowen và Bernstein Research ước tính 39% chi phí, tức khoảng 13,65 tỷ USD, là dành cho chip AI - những GPU được tối ưu hóa cho tác vụ trí tuệ nhân tạo. Chúng có khả năng xử lý song song mạnh mẽ, thực hiện hàng nghìn phép tính đồng thời, giúp tăng tốc đáng kể tác vụ như đào tạo mô hình học sâu, phân tích dữ liệu lớn, vận hành ứng dụng AI phức tạp.

Nvidia thống trị thị trường, khi kiểm soát khoảng 90% thị phần GPU cho trung tâm dữ liệu, theo hãng phân tích IDC. Dữ liệu của TD Cowen cho thấy mỗi GW tương đương hơn một triệu GPU được sử dụng. Thậm chí, TSMC, đối tác sản xuất chip của Nvidia, cũng kiếm được 1,3 tỷ USD trên mỗi gigawatt từ việc sản xuất linh kiện này.

"Không ngạc nhiên khi Nvidia được định giá 5.000 tỷ USD", Business Insider bình luận.

Trong khi đó, mạng lưới hệ thống (networking) - các mạch giúp kết nối GPU với nhau, chủ yếu là thiết bị mạng như bộ chuyển mạch tốc độ cao và kết nối quang - chiếm 13%, tương đương 4,5 tỷ USD. Arista Networks, Broadcom và Marvell là những nhà cung cấp thiết bị chuyển mạch hàng đầu được lựa chọn. Amphenol và Luxshare cung cấp cáp và đầu nối, trong khi InnoLight, Eoptolink và Coherent chuyên sản xuất bộ thu phát quang cũng là những cái tên hưởng lợi.

Chi phí cho đất đai và xây dựng các tòa nhà đặt máy chủ chiếm khoảng 11%, tương đương 3,85 tỷ USD. Cơ sở hạ tầng và vật chất khác là 8%, tức 2,8 tỷ USD.

Dự án trung tâm dữ liệu Stargate của OpenAI đang được xây dựng tại Texas (Mỹ). Ảnh: Reuters

Tuy nhiên, năng lượng là vấn đề lớn đối với trung tâm dữ liệu AI. Theo tính toán, riêng việc sử dụng điện năng chiếm 10% chi phí, hay 3,5 tỷ USD. Các hệ thống như turbine khí và máy phát điện diesel chiếm 6% (2,1 tỷ USD) còn nguồn điện dự phòng chiếm 5% (1,75 tỷ USD). Tổng cộng, chi phí cho điện năng của trung tâm dữ liệu AI công suất một gigawatt vào khoảng 21% (7,35 tỷ USD).

Hạ tầng điện tại Mỹ hiện nay được đánh giá chưa đáp ứng nhu cầu cho trung tâm dữ liệu. Tuy nhiên, nhiều công ty đã bắt đầu xây dựng những hệ thống lớn. Theo các đơn vị chuyên cung cấp thiết bị xây dựng hạ tầng năng lượng như Siemens Energy, GE Vernova và Mitsubishi Heavy, lượng đơn đặt hàng turbine phát điện và thiết bị hạ tầng lưới điện tăng vọt trong bối cảnh các công ty điện ở Mỹ đang nỗ lực đảm bảo nguồn điện đáng tin cậy ở quy mô lớn.

Ngoài ra, trung tâm dữ liệu AI công suất một gigawatt cũng cần 4% chi phí cho quản lý nhiệt, tương đương 1,4 tỷ USD. Việc vận hành liên tục khiến máy móc phát ra lượng nhiệt khổng lồ, buộc phải giảm nhiệt bằng các hệ thống làm mát chủ yếu bằng không khí và chất lỏng. Các chi phí khác như CPU, bộ lưu trữ, hay nhân lực vận hành chiếm thêm khoảng 4%.

Bảo Lâm (theo Business Insider, Bernstein Research)