Cuộc đua đưa trung tâm dữ liệu AI lên quỹ đạo không gian

Theo Wall Street Journal, nếu viễn cảnh hàng nghìn “vệ tinh – trung tâm dữ liệu” trở thành hiện thực, ngành công nghiệp hàng không vũ trụ có thể bước vào một chu kỳ tăng trưởng mới. 

THAM VỌNG ĐƯA CÁC TRUNG TÂM DỮ LIỆU AI LÊN KHÔNG GIAN

Cuộc cạnh tranh giữa Jeff Bezos và Elon Musk trong lĩnh vực không gian bước sang một giai đoạn mới. Sau nhiều năm đua nhau phát triển tên lửa và phóng hàng nghìn vệ tinh, hai tỷ phú công nghệ giờ đây hướng đến một mục tiêu tham vọng hơn: đưa các trung tâm dữ liệu AI lên không gian, biến quỹ đạo Trái đất thành hạ tầng tính toán cho nền kinh tế trí tuệ nhân tạo trị giá hàng nghìn tỷ USD.

Ý tưởng này không còn là viễn tưởng. Theo các nguồn tin, Blue Origin – công ty không gian của Jeff Bezos – đã âm thầm xây dựng đội ngũ nghiên cứu công nghệ trung tâm dữ liệu quỹ đạo trong hơn một năm qua. Trong khi đó, SpaceX của Elon Musk đang lên kế hoạch sử dụng phiên bản nâng cấp của vệ tinh Starlink để mang theo các tải tính toán AI, đồng thời giới thiệu viễn cảnh này với các nhà đầu tư trong thương vụ chào bán cổ phần, có thể định giá SpaceX ở mức khoảng 800 tỷ USD.

Cả hai dự án đều đối mặt với những thách thức kỹ thuật và kinh tế rất lớn. Việc vận hành các “vệ tinh – trung tâm dữ liệu” không chỉ đòi hỏi giải quyết bài toán phóng hàng loạt thiết bị lên quỹ đạo, mà còn phải đảm bảo hiệu năng tính toán, độ ổn định, khả năng truyền dữ liệu và chi phí đủ sức cạnh tranh với các trung tâm dữ liệu khổng lồ trên mặt đất.

Dẫu vậy, trong bối cảnh AI ngày càng “khát” điện năng, mặt bằng xây dựng và hạ tầng làm mát, ý tưởng đưa phần hạ tầng tính toán ra khỏi Trái đất đang thu hút sự quan tâm ngày càng lớn của giới công nghệ và không gian.

VÌ SAO DỮ LIỆU AI CÓ THỂ “RỜI MẶT ĐẤT”?

Làn sóng AI hiện nay đang đẩy ngành trung tâm dữ liệu toàn cầu vào tình trạng căng thẳng chưa từng có. Các mô hình AI ngày càng lớn, đòi hỏi lượng điện khổng lồ để huấn luyện và vận hành. Ở nhiều quốc gia, việc tìm quỹ đất, nguồn điện ổn định và hệ thống làm mát cho các “siêu trung tâm dữ liệu” đang trở nên khó khăn, thậm chí gây tranh cãi về môi trường và an ninh năng lượng.

Những người ủng hộ trung tâm dữ liệu quỹ đạo cho rằng không gian có thể giải quyết nhiều “nút thắt” này. Trên quỹ đạo, các vệ tinh có thể khai thác năng lượng mặt trời gần như liên tục, không bị giới hạn bởi chu kỳ ngày – đêm như trên Trái đất. Các cụm vệ tinh được hình dung sẽ mang theo hàng nghìn, thậm chí hàng chục nghìn chip AI, xử lý dữ liệu cho các ứng dụng tiêu dùng và doanh nghiệp, rồi truyền kết quả trở lại mặt đất.

“Việc đưa các hạ tầng tiêu tốn nhiều tài nguyên ra khỏi Trái đất đã được nói đến trong nhiều năm. Nhưng điều đó chỉ khả thi khi chi phí phóng tên lửa và vệ tinh giảm đủ sâu. Chúng ta đang tiến gần tới điểm đó”, ông Will Marshall, CEO của Planet Labs – một công ty vệ tinh thương mại – nhận định.

Google là một trong những tập đoàn công nghệ lớn sớm thử nghiệm ý tưởng này. Dự kiến vào đầu năm 2027, Google sẽ phối hợp cùng Planet Labs phóng hai vệ tinh thử nghiệm, mang theo các chip AI chuyên dụng Tensor Processing Unit (TPU). Dự án được chính Google gọi là một “moonshot” – thuật ngữ dành cho những sáng kiến cực kỳ táo bạo, rủi ro cao nhưng tiềm năng đột phá lớn.

Theo ông Travis Beals, lãnh đạo nhóm dự án trung tâm dữ liệu quỹ đạo của Google, thách thức lớn nhất nằm ở quy mô. Với giả định mỗi vệ tinh có công suất khoảng 100 kilowatt, cần tới 10.000 vệ tinh mới có thể tái tạo năng lực tính toán tương đương một trung tâm dữ liệu công suất 1 gigawatt trên mặt đất.

Mục tiêu của sứ mệnh thử nghiệm năm 2027 không phải là cạnh tranh ngay với hạ tầng mặt đất, mà là chứng minh các yếu tố cốt lõi: vận hành chip AI trong môi trường không gian, kết nối nhiều vệ tinh thành một cụm tính toán, và truyền dữ liệu hiệu quả về Trái đất. “Sau đó sẽ là một chặng đường dài với rất nhiều tối ưu hóa và công nghệ mới để có thể mở rộng quy mô và làm điều đó với chi phí hợp lý”, ông Beals nói.

CUỘC ĐUA CÔNG NGHỆ – TÊN LỬA – VỐN ĐẦU TƯ

Không chỉ Google, ngày càng nhiều tên tuổi lớn và startup đang nhập cuộc đua trung tâm dữ liệu quỹ đạo. Jeff Bezos từng công khai nhận định rằng việc chuyển các trung tâm dữ liệu lên quỹ đạo “hoàn toàn hợp lý” nhờ nguồn năng lượng mặt trời dồi dào trong không gian. Dù thừa nhận phải mất thời gian để chi phí cạnh tranh được với hạ tầng trên mặt đất, ông dự đoán điều đó có thể xảy ra trong vòng 20 năm hoặc sớm hơn.

Blue Origin hiện được xem là một trong những bên hưởng lợi lớn nếu viễn cảnh này trở thành hiện thực. Tên lửa New Glenn – dự án nhiều năm của công ty – đang tiến gần tới giai đoạn vận hành. Với khả năng tái sử dụng một phần và khoang chứa lớn, New Glenn được thiết kế để đưa số lượng lớn vệ tinh lên quỹ đạo trong mỗi lần phóng, phù hợp với mô hình triển khai “bầy đàn” vệ tinh AI.

Ở phía bên kia, SpaceX của Elon Musk có lợi thế rõ rệt về tần suất phóng và chi phí. Đội tàu Falcon 9 tái sử dụng đã giúp SpaceX thống trị thị trường phóng vệ tinh thương mại và triển khai nhanh mạng lưới Starlink. Bước tiếp theo là Starship – tên lửa khổng lồ mà Musk kỳ vọng sẽ giảm chi phí phóng xuống mức chưa từng có.

Theo các nguồn tin, SpaceX đang thiết kế các vệ tinh AI thế hệ mới, tối ưu để được phóng hàng loạt bằng Starship. Dù tên lửa này chưa chính thức vận hành thương mại, SpaceX dự kiến sẽ giới thiệu phiên bản nâng cấp ngay từ đầu năm tới. Musk thậm chí còn tuyên bố Starship có thể đưa lên quỹ đạo lượng vệ tinh AI tương đương 300–500 gigawatt công suất tính toán mỗi năm, một con số gây nhiều tranh cãi trong giới kỹ thuật.

Bên cạnh Musk và Bezos, nhiều nhân vật khác trong ngành AI cũng đang để mắt tới không gian. Sam Altman, CEO OpenAI, được cho là từng cân nhắc khả năng thâu tóm một công ty tên lửa để chủ động triển khai hạ tầng tính toán ngoài Trái đất. Eric Schmidt, cựu CEO Google, sau khi tiếp quản Relativity Space – một startup phát triển tên lửa – cũng nhiều lần đề cập tới viễn cảnh trung tâm dữ liệu quỹ đạo.

Các tập đoàn và startup khác như IBM (thông qua Red Hat), Axiom Space, Aetherflux hay Starcloud cũng đã có những bước thử nghiệm ban đầu. Tháng 8 vừa qua, một nguyên mẫu hệ thống xử lý dữ liệu trong không gian do Red Hat và Axiom phát triển đã được phóng lên quỹ đạo.

Tuy nhiên, giới hoài nghi cho rằng các rào cản kỹ thuật đang bị đánh giá thấp. Vận hành chip AI trong môi trường bức xạ cao, kiểm soát nhiệt độ khi không có đối lưu không khí, và truyền dữ liệu về Trái đất với độ trễ thấp đều là những bài toán cực khó. Quan trọng hơn, nếu các vấn đề về điện năng và hạ tầng trên mặt đất được giải quyết, trung tâm dữ liệu quỹ đạo có thể khó cạnh tranh về chi phí.

Dẫu vậy, nhiều chuyên gia tin rằng câu trả lời cuối cùng vẫn nằm ở tên lửa. “Có rất nhiều thách thức kỹ thuật, nhưng phần lớn đều có thể giải quyết được. Cuối cùng, mọi thứ quay lại câu hỏi: chi phí phóng là bao nhiêu”, ông Jonny Dyer, CEO Muon Space, nhận định.