“Ông lớn công nghệ” Nvidia đang thống trị ngành chip như thế nào?

Tốc độ phát triển của Nvidia “chóng mặt”

Tính từ tháng 1/2023, giá cổ phiếu của Nvidia - đây là nhà sản xuất chip hàng đầu thế giới ghi nhận đã tăng gần 450%. Với mức vốn hóa lên đến gần 2.000 tỷ USD, Nvidia hiện nay là công ty có giá trị thứ ba tại Mỹ, chỉ đứng sau Microsoft và Apple. Và hầu hết các nhà phân tích đều kỳ vọng rằng Nvidia - công ty kiểm soát hơn 95% thị trường chip AI chuyên dụng sẽ tiếp tục phát triển với tốc độ chóng mặt ở trong tương lai gần. 

Vậy, điều gì làm cho chip của Nvidia trở nên đặc biệt? 

Ghi nhận, chip AI của Nvidia còn được gọi là bộ xử lý đồ họa (GPU) ban đầu được thiết kế cho trò chơi điện tử. Theo đó, họ sử dụng quá trình xử lý tác vụ song song và chia mỗi phép tính thành những phần nhỏ hơn, sau đó là phân phối chúng giữa nhiều lõi trong chip. Điều đó có nghĩa là GPU có thể chạy các thuật toán nhanh hơn nhiều so với khi thực hiện những yêu cầu theo tuần tự. 

Có thể thấy, cách tiếp cận này được đánh giá lý tưởng hơn cho việc chơi game: đồ họa sống động như thật đòi hỏi vô số pixel được hiển thị một cách đồng thời ở trên màn hình. Chip hiệu năng cao của ông lớn Nvidia hiện nay chiếm ⅘ GPU chơi game.

Những con chip của hãng cũng đã được ứng dụng rộng rãi hơn nhiều trong những lĩnh vực khai thác tiền điện tử, xe tự lái cũng như quan trọng nhất là đào tạo mô hình AI. Và các thuật toán học máy, làm nền tảng cho AI, sử dụng một nhánh của học sâu có tên là mạng thần kinh nhân tạo.

Và trong các mạng này thì máy tính trích xuất các quy tác cũng như mẫu từ bộ dữ liệu khổng lồ. Việc huấn luyện mạng trong đó bao gồm các phép tính quy mô lớn tuy nhiên vì những tác vụ có thể được chia thành các phần nhỏ cho nên khi xử lý song song cũng có thể giúp dễ dàng tăng tốc mọi tác vụ. Một GPU hiệu suất cao cũng có thể có hơn một nghìn lõi cho nên nó có thể xử lý đến hàng nghìn phép tính cùng một lúc với nhau. 

Tiềm năng của Nvidia còn lớn

Khi mà Nvidia nhận ra rằng các máy tính tăng tốc của mình có hiệu quả cao trong việc đào tạo các mô hình AI thì họ đã tập trung vào việc tối ưu hóa chúng. Giờ đây, các chip của Nvidia đã bắt kịp với các mô hình AI phức tạp hơn bao giờ hết. Ghi nhận, trong thập kỷ đến năm 2023, Nvidia đã tăng tốc độ tính toán lên mức 1000 lần. 

Tuy nhiên thì mức định giá tăng vọt của Nvidia không chỉ nhờ vào tốc độ chip nhanh hơn mà còn bởi 2 yếu tố quan trọng khác. Đầu tiên đó là kết nối mạng. Khi mà các mô hình AI tiếp tục phát triển, các trung tâm dữ liệu cần đến hàng nghìn GPU được kết hợp với nhau để có thể tăng sức mạnh xử lý (hầu hết các máy tính chỉ sử dụng một số ít). 

Và Nvidia cũng kết nối GPU của mình thông qua mạng hiệu suất cao dựa trên những sản phẩm của Mellanox với mức giá là 7 tỷ USD. Điều này cũng cho phép họ có được khả năng tối ưu hóa hiệu suất của mạng chip theo cách mà những đối thủ không thể nào sánh được. 

Thế mạnh thứ hai của Nvidia đó chính là cuda - đây là một nền tảng mềm cho phép khách hàng có thể tinh chỉnh hiệu suất của bộ xử lý. Theo đó, Nvidia đã đầu tư vào phần mềm này từ giữa những năm 2000 đồng thời từ lâu đã khuyến khích các nhà phát triển sử dụng nó để có thể xây dựng cũng như thử nghiệm các ứng dụng AI. Điều này cũng đã làm cho cuda trở thành tiêu chuẩn công nghiệp trên thực tế.

Cùng với đó, tỷ suất lợi nhuận hấp dẫn của Nvidia và sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường máy gia tốc AI (dự kiến đạt mức 400 tỷ USD mỗi năm vào năm 2027) cũng đã thu hút được các đối thủ cạnh tranh. Amazon và Alphabet cũng đang chế tạo chip AI cho trung tâm dữ liệu của họ. Ghi nhận, các nhà sản xuất chip cùng với công ty khởi nghiệp lớn khác cũng muốn có một phần hoạt động kinh doanh của Nvidia. Vào tháng 12/2023, Advanced Micro Devices - đây là một nhà sản xuất chip khác cũng đã tiết lộ rằng con chip mạnh gấp đôi con chip tiên tiến nhất của Nvidia.

Tuy nhiên thì ngay cả việc xây dựng phần cứng tốt hơn cũng có thể vẫn chưa đủ. Và Nvidia thống trị ngành sản xuất chip AI bởi vì cung cấp những con chip tốt nhất, bộ kết nối mạng tốt nhất cũng như phần mềm tốt nhất. Theo đó, bất kỳ một đối thủ cạnh tranh nào muốn thay thế gã khổng lồ bán dẫn sẽ cần phải đánh bại Nvidia ở cả ba lĩnh vực này - điều này cũng sẽ cần một khoảng thời gian rất dài. 

Và gần đây nhất, Nvidia đã có một thương vụ lớn ở Việt Nam đó là ký kết hợp tác với FPT. Đối với sự hợp tác này, Nvidia dự kiến sẽ đầu tư 200 triệu USD để xây dựng AI Factory cung cấp nền tảng điện toán đám mây nhằm phục vụ nghiên cứu phát triển AI cũng như có chủ quyền tại Việt Nam.

Nhà máy sẽ bao gồm các hệ thống siêu máy tính hoạt động trên công nghệ mới nhất của Nvidia (có bao gồm bộ ứng dụng - khung công nghệ phát triển Nvidia AI Enterprise, chip đồ họa GPU H100 Tensor Core)./.