“Gã khổng lồ” Nvidia và AI đã thay đổi cục diện ngành công nghiệp chip như thế nào?

Trong năm nay, sự bùng nổ của trí tuệ nhân tạo đã làm đảo lộn cục diện ngành công nghiệp bán dẫn, từ đó nâng Nvidia trở thành vị mua với của các công ty chip và gây thêm áp lực cho mọi công ty khác trong năm 2024.

Ghi nhận, từ lâu Intel đã là nhà sản xuất chip số 1 tại Mỹ, lần đầu tiên mất ngôi vương toàn cầu với tư cách là nhà sản xuất chip lớn nhất vào tay TSMC thời điểm vài năm trước. Giờ đây thì các nhà phân tích của Phố Wall cũng ước tính rằng doanh thu hàng năm của Nvidia trong năm dương lịch hiện tại sẽ lần đầu vượt qua Intel, từ đó giúp cho công ty trở thành số 1 ở Mỹ. Theo FactSet, Intel dự kiến sẽ đạt được mức doanh thu trong năm 2023 là 53,9 tỷ USD, trong khi đó Nvidia dự kiến doanh thu cho năm 2023 là 56,2 tỷ USD.

Có thể thấy, sự xuất hiện của trào lưu AI đã làm biến động thị trường máy tính và Nvidia đã nhanh chóng nắm bắt được thời cơ vàng này. Nguồn ảnh: Internet

Karl Freund - nhà phân tích chính của Cambrian AI Research nói rằng, mọi thứ đã tập hợp lại thành một thị trường chủ yếu do Nvidia kiểm soát. Lý do là vì Nvidia đang chiếm phần lớn của một thị trường thậm chí còn không tồn tại hai năm trước, trước khi có ChatGPT và những mô hình ngôn ngữ lớn. Và họ đã tăng gấp đôi thị phần của mình trên thị trường trung tâm dữ liệu. Người này nói rằng trong thời gian 40 năm qua bản thân chưa bao giờ thấy thị trường biến đổi như thế.

Theo đó, Nvidia đã trở thành vị vua của lĩnh vực liền kề với lĩnh vực bộ xử lý do Intel thống trị. Và chip đồ họa của Nvidia cũng được sử dụng để tăng tốc các công cụ AI - điều này đã khơi dậy thị trường trung tâm dữ liệu mới.

Từ lâu, Intel đã thống trị thị trường máy chỉ với dòng CPU Xeon - đây vốn là trái tim của máy chủ. Vào năm năm trước, AMD - đây là đối thủ của Intel trong lĩnh vực chip PC đã tiến hành tái gia nhập thị trường máy chủ béo bở sau nhiều năm vắng bóng. Cũng từ đó, ADM đã chiếm được 23% thị phần máy chủ dù cho Intel vẫn thống trị với 76,7% thị phần.

Trung tâm dữ liệu đặc biệt chú trọng vào CPU

Mặc dù vậy thì ngày nay, những trung tâm dữ liệu đang chú trọng vào CPU và Nvidia trở nên được ưa chuộng cho các ứng dụng AI. Theo đó, doanh số bán GPU đang tăng tốc với tốc độ nhanh hơn nhiều so với CPU máy chủ.

Mercury Research cho biết, công ty đã theo dõi thị trường GPU kể từ năm 2019. Nvidia cơ bản là chiếm toàn bộ thị trường trung tâm dữ liệu vá bán được khoảng 11,1 tỷ USD chip, phần cứng liên quan khác. Song song với đó, công ty cũng chiếm đến 99,7% thị phần GPU trung tâm dữ liệu, trong khi 0,3% còn lại được chia sẻ cho Intel và AMD.

AMD đã có một buổi ra mắt sản phẩm lớn trong tháng này, ra mắt dòng GPU mới cùng với các bộ xử lý mới dành cho trung tâm dữ liệu và PC. Nguồn ảnh: Internet

Stacy Rasgon, nhà phân tích của Bernstein Research nói rằng: “Đó là cuộc chơi của Nvidia và những kẻ khác”. Người này cũng ám chỉ Nvidia đã hoàn toàn chiếm lĩnh thị trường và các công ty khác chỉ là kẻ tí hon.

Mặc dù vậy thì Intel hiện tại đang nỗ lực chống chọi cũng như tìm cách hồi phục sự tăng trưởng ở thị trường trung tâm dữ liệu và PC, vốn dĩ đều đang suy giảm sau đợt bùng nổ chi tiêu lớn cho công nghệ thông tin và PC trong thời kỳ đại dịch. Cũng trong tháng này, Intel đã công bố các dòng chip mới cho cả máy chủ và PC, được thiết kế để có thể tăng tốc AI cục bộ trên chính các thiết bị.

CEO Intel Pat Gelsinger nói ở dự kiện công ty tại New York hồi đầu tháng này rằng: “Chúng tôi đang đưa nó (AI) vào mọi khía cạnh của ứng dụng cũng như mọi thiết bị, trong trung tâm dữ liệu, đám mây, thiết bị biên (edge device)”.

Theo đó, trong khi AI và các chip hiệu suất cao đang kết hợp với nhau để có thể tạo ra thế hệ điện toán tiếp theo thì Gelsinger nói rằng điều quan trọng là phải xem xét mức tiêu thụ năng lượng của các công ty công nghệ này. Gelsinger nói thêm: “Khi nghĩ về điều này thì chúng ta cũng phải thực hiện nó một cách bền vững. Liệu rằng chúng ta có dành một phần ba, một nửa tổng nặng lượng của Trái Đất cho những công nghệ điện toán này không? Không, chúng ta cần phải hoạt động bền vững”.

Trong khi đó thì AMD đang trực tiếp theo đuổi cả thị trường GPU cũng như thị trường PC. Theo đó, công ty đã có một buổi ra mắt sản phẩm lớn trong tháng này, ra mắt dòng GPU mới cùng với các bộ xử lý mới dành cho trung tâm dữ liệu và PC. Họ đưa ra dự báo sẽ bán được ít nhất 2 tỷ USD GPU AI trong năm đầu tiên có mặt ở trên thị trường. Rasgon cho biết, dự báo đó “ổn đối với AMD”, tuy nhiên nó chỉ là con số lẻ đối với Nvidia.

Sôi động cuộc đua chip ARM

Có một sự phát triển khác sẽ có thể định hình hơn nữa bối cảnh phần cứng máy tính đó chính là sự nổi lên của kiến trúc cạnh tranh x86 - được gọi là Reduced Instructions Set Computer - Máy tính với tập lệnh đơn giản hóa (RISC). Thời điểm trước đây, RICS chủ yếu xâm nhập vào lĩnh vực điện toán ở trên điện thoại di động, máy tính bảng cùng với hệ thống tích hợp dành riêng cho một tác vụ duy nhất, thông qua các thiết kế chip của Qualcomm và Arm.

Và Nvidia đã cố gắng mau Arm với mức giá 40 tỷ USD vào năm ngoái tuy nhiên thương vụ này không giành được sự chấp thuận của cơ quan quản lý. Thay vào đó thì Arm đã bắt đầu phát hành cổ phiếu vào hồi đầu năm nay và đang quảng bá kiến trúc của mình như một lựa chọn tiêu thụ điện năng thấp cho những ứng dụng AI. Nvidia cũng đã làm việc nhiều năm với Arm. CPU dựa trên kiến trúc Arm có tên là Grace được ghép nói với GPU Hopper ở trong bộ tăng tốc AI “Grace-Hopper” đồng thời cũng được sử dụng trong các máy chủ, siêu máy tính hiệu suất cao. Kevin Krewell, nhà phân tích tại Tirias Research nói rằng, tuy nhiên thì những con chip này vẫn thường được ghép nói với CPU x86 của Intel hoặc là AMD trong các hệ thống.

Intel hiện tại đang nỗ lực chống chọi cũng như tìm cách hồi phục sự tăng trưởng ở thị trường trung tâm dữ liệu và PC, vốn dĩ đều đang suy giảm sau đợt bùng nổ chi tiêu lớn cho công nghệ thông tin và PC trong thời kỳ đại dịch. Nguồn ảnh: Internet

Đến thời gian gần đây thì các hệ thống dựa trên Arm RISC chỉ chiếm một phần nhỏ ở trên thị trường máy chủ. Tuy nhiên, giờ đây thì phiên bản nguồn mở của RISC dù đã khoảng 10 năm tuổi, được gọi là RISC-V đang thú hút được sự chú ý của các công ty Internet và truyền thông xã hội lớn cũng như các công ty khởi nghiệp. Và tiêu thụ điện năng cũng đã trở thành một vấn đề lớn trong những trung tâm dữ liệu và máy gia tốc AI ngốn nhiều năng lượng. Chính vì thế mà các công ty đang tìm kiếm giải pháp thay thế để có thể tiết kiệm điện năng sử dụng.

Như thế, ước tính thị phần trung tâm dữ liệu của Arm thay đổi đôi chút và dao động từ khoảng 8% đến khoảng 10%. Mercury Research cho biết, gần như mọi gã khổng lồ đều sử dụng kiến trúc của Arm từ những CPU nội bộ của Amazon cho đến Google, Microsoft. Freund dự đoán: “Trong ba năm nữa, tôi nghĩ mọi người cũng sẽ có CPU RISC-V… Nó linh hoạt hơn nhiều so với Arm”.

Bên cạnh đó, một số công ty khởi nghiệp về hệ thống và chip AI đang thiết kế xung quang RISC-V, ví dụ như Tenstorrent Inc - đây là công ty khởi nghiệp được đồng sáng lập bởi nhà thiết kế chip nổi tiếng Jim Keller (người từng làm việc tại AMD, Apple, Tesla, Intel).

Có một sự phát triển khác sẽ có thể định hình hơn nữa bối cảnh phần cứng máy tính đó chính là sự nổi lên của kiến trúc cạnh tranh x86 - được gọi là Reduced Instructions Set Computer - Máy tính với tập lệnh đơn giản hóa (RISC). Nguồn ảnh: Internet

AI PC có cơ hội không?

Tương tự như Intel thì Qualcomm cũng đã tung ra toàn bộ dòng sản phẩm xoay quanh máy tính cá nhân. Đây được đánh giá là một nỗ lực hoàn toàn mới của công ty nổi tiếng với bộ xử lý di động. Công ty cũng muốn nắm bắt cơ hội lẫn nhu cầu đưa khả năng xử lý AI vào các thiết bị cục bộ.

Trước đó, vào hồi tháng 10, hãng cho biết họ sẽ bước vào lĩnh vực kinh doanh PC vốn bị chi phối bởi kiến trúc x86 của Intel, với phiên bản kiến trúc Arm của riêng mình có tên là nền tảng Snapdragon X Elite. Và họ đã thiết kế bộ xử lý mới dành riêng cho thị trường PC, hứa hẹn mức tiêu thụ điện năng thấp hơn và khả năng xử lý nhanh hơn nhiều dành cho doanh nghiệp cũng như người tiêu dùng, đáng chú ý là những người làm ứng dụng AI.

Không chỉ có Qualcomm mà Intel cũng đặc biệt chú ý đến sự phát triển của AI PC. Ở buổi ra mắt chip vào hồi đầu tháng này, Intel đưa ra dự báo rằng đến năm 2028 thì PC AI sẽ chiếm 80% thị trường PC. Nguồn ảnh: Internet

Và Qualcomm cũng đã hợp tác với Microsoft để tiến hành phát triển phát triển phần mềm mô phỏng và đã giới thiệu với nhiều nhà cung cấp PC cùng các kế hoạch để PC của họ sẵn sàng cho điện toán và AI vào 6 tháng cuối năm 2024.

Ghi nhận, không chỉ có Qualcomm mà Intel cũng đặc biệt chú ý đến sự phát triển của AI PC. Ở buổi ra mắt chip vào hồi đầu tháng này, Intel đưa ra dự báo rằng đến năm 2028 thì PC AI sẽ chiếm 80% thị trường PC.

Như thế, tất cả những thay đổi này sẽ mang đến những thách thức mới cho những công ty dẫn đầu như là Nvidia và Intel ở trong lĩnh vực tương ứng của họ. Và các nhà đầu tư cũng hơi lo lắng về khả năng của Nvidia đối với việc duy trì tốc độ tăng trưởng hiện tại. Tuy nhiên quý trước thì Nvidia đã nói về những thị trường mới và đang mở rộng. Trong đó bao gồm làm việc các quốc gia và chính phủ có yêu cầu pháp lý phức tạp.

Tổng quan, các nhà phân tích nhận xét ngành công nghiệp chip đang trở nên thú vị hơn bao giờ hết. Và các công ty cũng đang tích cực thay đổi để cạnh tranh nhau, cùng hướng đến cuộc chơi sòng phẳng với Nvidia.