CPU (bộ xử lý trung tâm) từng “lép vế” trước GPU (bộ xử lý đồ họa) trong làn sóng AI thời kỳ đầu, nay lại đang trở lại vị trí trung tâm trong kiến trúc tính toán…

CPU từ lâu vốn là “bộ não” của máy tính cá nhân, trung tâm dữ liệu và nhiều thiết bị số nhờ khả năng xử lý các phép tính phức tạp. Tuy nhiên, sự xuất hiện của AI đã giúp GPU, với lợi thế xử lý song song, vươn lên nắm vai trò chủ đạo trong huấn luyện và vận hành mô hình, cũng khiến CPU phần nào “lép vế”. 

Tuy nhiên, bức tranh này lại đang dần thay đổi dưới sự xuất hiện của các tác nhân AI (AI Agent). Khác với các mô hình ngôn ngữ lớn (LLM) chỉ phản hồi khi được truy vấn, AI hiện phải thực thi chuỗi nhiệm vụ phức tạp hơn: tự lập kế hoạch, điều phối và tương tác với nhiều công cụ bên ngoài. Khi khối lượng công việc phân tán và đa tầng hơn, vai trò “điều phối” của CPU cũng vì thế đặc biệt quan trọng.

Thực tế, trong kiến trúc trung tâm dữ liệu AI hiện nay, CPU chưa bao giờ vắng mặt. Mỗi CPU thường đi kèm 4–8 GPU, đảm nhiệm việc điều phối và xử lý nền. Khi nhu cầu AI tăng tốc, số lượng GPU có thể bùng nổ, nhưng chính CPU mới là thành phần giữ nhịp vận hành.

Theo TrendForce, nếu hiện nay mỗi gigawatt (GW) công suất trung tâm dữ liệu AI cần khoảng 30 triệu lõi CPU thì trong kỷ nguyên tác nhân AI, con số này có thể tăng lên tới 120 triệu lõi. Cùng với đó, tỷ lệ giữa CPU và GPU sẽ dịch chuyển đáng kể, từ mô hình thiên lệch về GPU sang cân bằng hơn, ở mức 1:1 hoặc 1:2.

Tuy nhiên, theo các báo cáo quốc tế, thị trường đã bắt đầu ghi nhận tình trạng khan hiếm nguồn cung CPU, qua đó đẩy giá bộ xử lý này tăng mạnh. Diễn biến này cho thấy áp lực hạ tầng AI không còn dừng ở GPU hay bộ nhớ, mà đang lan rộng sang cả CPU.

Trong đó, hai doanh nghiệp thống lĩnh thị trường CPU toàn cầu là Intel và AMD đang phải đối mặt với tình trạng thiếu hụt nghiêm trọng, gây gián đoạn không chỉ ở mảng trung tâm dữ liệu, mà còn cả thị trường máy tính cá nhân (PC) và các ứng dụng công nghiệp.

Hai “ông lớn” này đã điều chỉnh giá bán CPU tăng khoảng 15% trong năm nay. Nikkei Asia cho biết thời gian giao hàng cũng kéo dài đáng kể, từ 1–2 tuần lên tới 8–12 tuần, phản ánh tình trạng cung không theo kịp cầu.

Thậm chí, theo WCCFTECH, một số dòng chip chưa ra mắt đã được niêm yết cao hơn mức giá đề xuất ban đầu. Đơn cử, Ryzen 9 9950X3D2 của AMD có giá niêm yết 899 USD nhưng trên thị trường đã được chào bán ở mức 999 USD; các dòng Core Ultra 200S Plus mới của Intel cũng trong tình trạng tương tự.

Ngân hàng đầu tư KeyBanc lưu ý sản lượng CPU máy chủ của Intel và AMD trong năm nay đã được “đặt kín”, và nhu cầu cao có thể kéo dài đến tận năm 2027. Cổ phiếu của hai doanh nghiệp này đã tăng lần lượt khoảng 74% và 25% tính từ đầu năm.

Tận dụng xu hướng đang lên của CPU, các công ty bán dẫn cũng đang tăng tốc điều chỉnh chiến lược để phát triển dòng chip này. NVIDIA, vốn dẫn đầu thị trường GPU, đã tách các dòng CPU như Grace và Vera thành những sản phẩm độc lập từ tháng 2. 

Trong khi đó, Arm, công ty thiết kế kiến trúc bán dẫn của Anh, cũng chính thức bước chân sâu hơn vào mảng này khi ra mắt dòng CPU trung tâm dữ liệu “Arm AGI”, đánh dấu lần đầu tiên trong hơn ba thập kỷ hãng tung ra một sản phẩm CPU hoàn chỉnh.

Ở chiều ngược lại, các nỗ lực tối ưu hóa phần cứng vẫn chưa đủ để giải tỏa áp lực. Những công nghệ như TurboQuant của Google, dù được kỳ vọng giúp giảm đáng kể nhu cầu bộ nhớ, hiện vẫn trong giai đoạn thử nghiệm và chưa thể triển khai rộng rãi.

Tình trạng thiếu hụt CPU đang làm gián đoạn chuỗi cung ứng toàn cầu, từ PC đến các hệ thống công nghiệp. 

Trong khi bộ nhớ tuy đắt đỏ nhưng vẫn có thể tiếp cận, thì bộ xử lý này rơi vào cảnh “cháy hàng” ngay cả ở phân khúc giá cao. Theo các nhận định, tình trạng khan hiếm này có nguy cơ kéo dài cho đến khi hiệu suất tiến trình 18A của các nhà sản xuất thực sự hoàn chỉnh.