Thoại Viết Hoàng
Writer
Trí tuệ nhân tạo (AI) đang tích hợp sâu hơn vào các hoạt động hàng ngày của chúng ta với các ứng dụng để giúp chúng ta làm việc hiệu quả hơn và có thể thông minh hơn.
Sẽ thật ngu ngốc nếu chúng ta không coi hậu quả là các công cụ như ChatGPT của Open AI hay Bard của Google chẳng hạn để phổ biến và giới thiệu trí thông minh máy móc cho mọi người hàng ngày. Điều đó bao gồm cách các trung tâm dữ liệu của chúng tôi đang phát triển trong bối cảnh dữ liệu cần được lưu trữ, xử lý, quản lý và chuyển giao tăng nhanh chóng.
AI có thể là gót chân Achilles khiến các trung tâm dữ liệu không thể phát triển trước các bộ dữ liệu khổng lồ cần thiết cho AI. Giống như nhân vật huyền thoại trong Thần thoại Hy Lạp, trong nhiều thập kỷ, chúng ta đã nhận ra những mối đe dọa có thể lật đổ xã hội kỹ thuật số ngày càng phát triển của chúng ta và học cách xây dựng các trung tâm dữ liệu mạnh mẽ và vững chắc để trở thành những anh hùng bất khả chiến bại. Mặt trái của huyền thoại là khái niệm về tính dễ bị tổn thương vốn có ở những người bảo vệ mạnh mẽ nhất. Ngày nay AI có thể là lỗ hổng chết người không thể lường trước được.
Từ Agora đến các thị trường toàn cầu siêu kết nối: sự trỗi dậy của AI và bộ điều biến
Trong khi Homer hy vọng truyền đạt một bài học về những sai sót trong những câu chuyện như Achilles đối đầu với Agamemnon trong một agora cổ xưa ở phần đầu của Iliad, thì việc phòng thủ trước sự yếu đuối ngày nay diễn ra trên một bối cảnh rộng lớn hơn nhiều. Có ba lĩnh vực thị trường vĩ mô đang thúc đẩy nhu cầu về Internet nhanh hơn và phổ biến hơn cũng như cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu hiệu quả và năng suất hơn. Các lĩnh vực thị trường vĩ mô này là mật độ, tốc độ và công suất thấp, đồng thời đang thúc đẩy các kỹ sư thiết kế các thành phần quang học và quang tử hiệu suất cao hơn được hỗ trợ bởi cáp quang kết nối các trung tâm dữ liệu như một phần của cơ sở hạ tầng CNTT. Các thành phần quang học ngày nay phải giải quyết mật độ chuyển đổi cao hơn từ kích thước hoặc diện tích nhỏ hơn, luồng thông tin và xử lý tính toán cao hơn và nhanh hơn cũng như nhu cầu tiêu thụ điện năng thấp, xanh. Một phiên bản mới của các thành phần quang học sắp ra mắt hỗ trợ ba lĩnh vực vĩ mô này bao gồm các thiết bị như bộ điều biến polymer được đặt và định vị phía trước các tia laze gửi ánh sáng vào cáp quang.
Bộ điều biến là thiết bị mã hóa tín hiệu quang học và rất quan trọng để tăng dung lượng thông tin, gửi tín hiệu số nhanh hơn, tiêu thụ điện năng thấp hơn và giảm dấu chân. Bộ điều biến nói chung đang trở thành thành phần quan trọng cho mạng quang và Internet thế hệ tiếp theo. Các bộ điều biến polymer quang điện mới hơn so với các biến thể bán dẫn có tiềm năng khiến hoạt động kinh doanh của người dùng cuối trở nên cạnh tranh hơn vì chúng có thể giải quyết các vấn đề mà các công ty trung tâm dữ liệu lớn này đang gặp phải và tạo ra tác động tích cực cho ngành, đặc biệt là với ba yếu tố vĩ mô. thị trường: quy mô, mức tiêu thụ điện năng và tốc độ.
Chi tiết hơn, khu vực vĩ mô đầu tiên có mật độ và kích thước chuyển mạch tăng lên đã trở thành một vấn đề lớn đối với các trung tâm dữ liệu có nhu cầu về không gian; lĩnh vực thứ hai của luồng thông tin cao hơn để tăng cường xử lý tính toán đã trở thành chủ đề thời sự trong vài tháng qua với nhu cầu về tốc độ và cuối cùng, lĩnh vực thứ ba có nhu cầu tiêu thụ điện năng thấp, sinh nhiệt thấp hơn và nói chung, ' giải pháp xanh hơn.
Người dùng cuối sở hữu và vận hành các trung tâm dữ liệu như một phần của Internet cần tìm kiếm sự cân bằng quang học để đảm bảo các trình điều khiển macro này sẽ điều khiển các hệ thống thế hệ tiếp theo cũng như có các thành phần quang học hỗ trợ các số liệu giúp duy trì tính cạnh tranh của trung tâm dữ liệu và bền vững.
Sống sót nhờ những con số: đo lường sự căng thẳng của AI
Sự phát triển của Internet và các vấn đề về hiệu suất do nhu cầu thông tin tiếp tục tăng, vậy các trung tâm dữ liệu cần thực hiện những biện pháp nào để tồn tại? Ba biện pháp nhanh chóng nổi lên vì người ta biết rằng AI tạo ra nhiều thông tin xử lý tính toán hơn và thông tin đó cần được các trung tâm dữ liệu truyền đạt và định tuyến một cách hiệu quả đến nhiều điểm đến khác nhau:
Các trung tâm dữ liệu cần có khả năng xử lý tốc độ dữ liệu cao hơn, băng thông cao hơn và truyền nhiều thông tin hơn. Thông tin ‘ùn tắc giao thông’ không phải là giải pháp lâu dài
Các trung tâm dữ liệu cần có khả năng hoạt động với mức tiêu thụ điện năng thấp hơn. Sử dụng phần lớn hoặc tỷ lệ phần trăm của Lưới điện Quốc gia không phải là giải pháp lâu dài.
Các trung tâm dữ liệu cần có khả năng thu nhỏ và sử dụng không gian hiệu quả hơn. Các trung tâm dữ liệu đã có kích thước bằng các nhà máy điện: việc phát triển về mặt vật lý đơn giản là không thực tế đối với cộng đồng.
Tránh ùn tắc lưu lượng dữ liệu
Hãy coi Internet giống như một hệ thống đường cao tốc kết nối mọi người và mọi thứ từ bờ biển này sang bờ biển khác bằng các làn đường đan chéo và chồng chéo. Quá trình xử lý tính toán sử dụng kiến trúc dựa trên mạng thần kinh cho AI có thể được xem như là giao điểm nơi mỗi làn đường đó gặp nhau
Để dữ liệu được truyền đi tốt, các giao lộ đó cần phải có hàng chục làn đường để tránh tắc nghẽn tại những điểm mà dữ liệu cần được định tuyến theo đúng hướng. Sức mạnh tính toán hiện đang tăng gấp đôi cứ sau hai đến bốn tháng, điều đó có nghĩa là các trung tâm dữ liệu chuyển đổi và định tuyến lưu lượng truy cập đến đích về cơ bản đang bị tắc nghẽn. Điều đó có nghĩa là những người điều hành và vận hành trung tâm dữ liệu cần cập nhật và nâng cấp chúng nhanh hơn trước. Việc nâng cấp trung tâm dữ liệu thường được thực hiện hai đến bốn năm một lần tùy thuộc vào thiết kế và công ty trung tâm dữ liệu, nhưng với AI và sự gia tăng nhu cầu xử lý tính toán ngày càng tăng, quy trình có thể cần phải được thực hiện nhanh hơn, điều này có thể tạo ra sự phức tạp đáng kể trong vận hành.
Tốc độ và độ phức tạp của việc nâng cấp xe nâng dự kiến sẽ là vấn đề đau đầu liên tục đối với các kiến trúc sư hệ thống trung tâm dữ liệu trong thập kỷ tới. Nhu cầu tính toán ngày càng tăng và luồng thông tin ngày càng tăng đang khiến mức tiêu thụ điện năng tăng lên cũng như lưu lượng truy cập cho mạng quang hoặc internet tăng lên. Cùng với lưu lượng truy cập tăng đều đặn và nhất quán, tác động của AI dự kiến sẽ rất đáng kể và gây căng thẳng cho hệ thống.
Các chủng có thể được đo theo ba cách: mức tiêu thụ điện năng, lưu lượng truy cập tăng và kích thước.
Khi mức tiêu thụ điện năng tăng lên thì sẽ tạo ra nhiều nhiệt hơn, đây là điều mà các trung tâm dữ liệu muốn ngăn chặn bằng các thành phần hiệu quả hơn. Năng lượng được tạo ra trong các trung tâm dữ liệu đang tăng theo cấp số nhân và không có điểm dừng. Việc tiêu thụ điện năng đang có quỹ đạo không bền vững. Lưu lượng truy cập, là dữ liệu được gửi xuống Internet dưới dạng thông tin, hiện đang được tạo ra một phần bởi AI, cũng đang trên một quỹ đạo không bền vững và giống như mức tiêu thụ điện năng, không có một điểm dừng bền vững nào trong tầm mắt. Quy mô của các trung tâm dữ liệu đã trở nên khó quản lý do vị trí của các trung tâm dữ liệu hiện nằm ngoài các cộng đồng cần quyền truy cập vào các khả năng. Mặc dù có các kiếntrúc mạng trung tâm dữ liệu phân phối trung tâm dữ liệu trên khắp các khu vực đô thị nhưng quy mô của chúng ngày càng tăng chứ không giảm. Số liệu mật độ này không bền vững.
Các số liệu này nhằm mục đích bộc lộ bất kỳ gót chân Achilles nào. Được thúc đẩy một phần bởi sự phát triển của AI, ngày càng cần có các số liệu bổ sung để tránh căng thẳng cho trung tâm dữ liệu, bao gồm bảo vệ dữ liệu và tăng chi phí để có nhân viên có năng lực đảm bảo hoạt động của trung tâm dữ liệu đi đúng hướng. AI đã phát triển từ một niềm đam mê khoa học đối với vài nghìn kỹ sư đến mức được ~100 triệu người dùng cuối (và đang phát triển) say mê trên quy mô toàn diện. Với ~100 triệu người dùng, mức độ sáng tạo và đổi mới sẽ tăng nhanh, đồng thời sẽ có những cách thức mới và sáng tạo để AI có thể trở nên có giá trị và hữu ích hơn. Với việc bảo vệ dữ liệu, số lượng người dùng có thể thấy chính phủ đóng các đường dẫn này để hạn chế quyền truy cập vào những gì có thể được coi là thông tin quan trọng. Đây cũng là tình trạng không bền vững. Nó rất có thể có tác động tiêu cực rất lớn đến tiện ích của trung tâm dữ liệu.
Đo lường tác động của AI
Chúng ta chỉ mới hai thập kỷ ngừng sử dụng modem quay số vốn có thể mất trung bình 10-20 phút để tải xuống một hình ảnh mới lạ. Chỉ 10 năm trước, chúng ta có thể đợi 10-20 phút để tải xuống một đoạn video ngắn hoặc chương trình truyền hình. Khi thời gian chờ đợi được rút ngắn, hình ảnh và video nổi tiếng đã trở thành những nguồn tạo ra lưu lượng truy cập Internet lớn nhất. Trong năm vừa qua, rõ ràng là AI hoặc sức mạnh tính toán thô có thể sẽ chiếm nhiều không gian tương đương và nhanh hơn nhiều.
Ví dụ: Netflix vào năm 2003 đã đạt cột mốc một triệu người đăng ký ~ 3,5 năm sau khi ra mắt dịch vụ phát video trực tuyến. Năm nay, ChatGPT đã đạt được một triệu người dùng sau 5 ngày. ChatGPT là một nền tảng AI có khái niệm tương tự như Bing, Bard, v.v., cho phép người dùng thử nghiệm các lệnh trí tuệ nhân tạo cho các dự án đơn giản. Ở quy mô nền tảng xã hội chung hơn, chẳng hạn như Threads của Meta được đồn đại là đã thu hút hơn 100 triệu người dùng chỉ sau hơn một tuần. Một quan sát cho thấy rằng khi một sự việc như thế này diễn ra trong khoảng một tuần nữa, điều đó có thể có nghĩa là nó đã có tác động đến xã hội và thực sự sẽ đẩy nhanh tác động đó rất nhanh, có thể theo những cách mà ngày nay chúng ta không thể tưởng tượng được.
Nếu chúng ta nhìn vào sự tăng trưởng của sức mạnh tính toán trong các hệ thống xử lý tính toán cao trong 60 năm qua, chúng ta biết rằng sự tăng trưởng này ban đầu đã tăng hoặc gấp đôi sau mỗi 3-5 năm. Sau đó, từ khoảng năm 2020 trở đi, mức tăng trưởng đã tăng hơn gấp 10 lần, lên gấp đôi sức mạnh tính toán cứ sau 3-4 tháng (tính theo petaflop - là thước đo cho cường độ xử lý tính toán). Sự gia tăng xử lý tính toán này ít nhất được thúc đẩy bởi các mạng lưới thần kinh tạo nên trí tuệ nhân tạo. Sự tăng trưởng này gây áp lực đáng kể lên cơ sở hạ tầng hỗ trợ xử lý tính toán. Các thành phần chính để kích hoạt cấp độ xử lý điện toán này là các IC như: Bộ xử lý đồ họa (GPU) và Bộ vi xử lý (MPU). Dung lượng thông tin tín hiệu quang truyền xuống sợi cần phải được tăng lên; và những nơi diễn ra quá trình xử lý điện tử, điển hình là các trung tâm dữ liệu, rõ ràng là cần thiết để xử lý lượng thông tin cao hơn. Chi phí kinh tế cho các nhà khai thác mạng internet và mạng quang sẽ đắt hơn.
Giảm bớt căng thẳng cho trung tâm dữ liệu
Bài viết này đánh giá những tác động tiêu cực hoặc áp lực của việc tăng cường xử lý tính toán từ sự gia tăng và phổ biến của AI trên internet hoặc mạng quang. AI đang thúc đẩy quá trình xử lý tính toán cao hơn, từ đó tạo ra nhiều lưu lượng truy cập hơn và nhiều nhiệt hơn. Lưu lượng truy cập cao hơn và mức tiêu thụ điện năng cao hơn đang trở thành một vấn đề đối với cơ sở hạ tầng kiến trúc Internet ở những nơi như trung tâm dữ liệu và cần được giải quyết nhanh chóng trước khi chúng trở thành điểm yếu hoặc lỗ hổng, thậm chí là gót chân Achilles của ngành.
Một vật liệu polyme mới quang điện cho thành phần quang học gọi là bộ điều biến đang được phát triển để thay thế các bộ điều biến bán dẫn hiện có được sử dụng trên Internet ngày nay. Nói chung, một bộ điều biến sẽ chuyển mạch và điều chỉnh ánh sáng, và ngày nay có hàng triệu thiết bị như vậy trên internet và chúng đều hoạt động dựa trên chất bán dẫn. Các giải pháp bán dẫn hiện tại đang gặp khó khăn trong việc giải quyết tốc độ dữ liệu cao hơn, lưu lượng truy cập cao hơn và yêu cầu năng lượng thấp cần thiết để đối phó với AI.
Các thiết bị điều chế polymer quang điện có hiệu suất tốc độ vượt trội và công suất thấp hơn so với các công nghệ hiện có. Các thiết bị điều chế polymer này nhanh, ổn định, đáng tin cậy, tiêu thụ điện năng thấp và có kích thước rất nhỏ. Chúng được đặt ở vị trí vật lý trước các tia laser tạo ra ánh sáng cho Internet. Chức năng điều biến mã hóa và gửi thông tin xuống cáp quang cho mạng và internet. Các vật liệu polyme quang điện là trọng tâm của bộ điều biến có hiệu suất đáng tin cậy và ổn định, tương tự một cách đơn giản với OLED (Đèn LED hữu cơ, cũng là các polyme có thành phần hóa học khác, nhưng có khả năng phát ra ánh sáng ( đỏ, lục, lam) khi đặt điện áp vào chúng). Bộ điều biến polyme quang điện cũng được cấp một điện áp và khi điều này xảy ra, hiệu suất không chỉ thú vị mà còn thực sự đáng kinh ngạc – lý tưởng để giải quyết một số căng thẳng và gót chân Achilles mà các nhà vận hành trung tâm dữ liệu đang gặp phải. Rất có thể những tác động tiêu cực của AI lên các trung tâm dữ liệu có thể được giảm bớt bằng cách sử dụng một loại vật liệu đơn giản mà tất cả chúng ta đều cảm thấy thoải mái – polyme quang điện!
Achilles đã giúp chúng ta học cách xác định tính dễ bị tổn thương như một phần của sức mạnh tổng thể. Có năm tác động tiêu cực, điểm yếu, lỗ hổng rõ ràng đối với các trung tâm dữ liệu, một phần là do sự phát triển của AI được trình bày dưới đây:
Trung tâm dữ liệu sẽ xử lý tốc độ dữ liệu cao hơn như thế nào?
Các trung tâm dữ liệu sẽ xử lý sự gia tăng mức tiêu thụ điện năng như thế nào
Các trung tâm dữ liệu sẽ kiểm soát kích thước như thế nào
Các trung tâm dữ liệu sẽ tìm cách giảm lương và chi phí hoạt động thông qua sự tiến bộ của AI
Các trung tâm dữ liệu sẽ giải quyết vấn đề bảo vệ dữ liệu như thế nào khi các quốc gia và chính phủ thắt chặt tính sẵn có của thông tin?
3 vấn đề đầu tiên có thể được xử lý bằng các công nghệ mới như polyme. Lỗ hổng thứ 4 và thứ 5 cũng là những đám mây bão ở phía chân trời.
Chúng ta đều biết rằng hiện nay nhân viên của các trung tâm dữ liệu có mức lương cực cao. AI tiên tiến và trưởng thành có khả năng giảm lực lượng lao động liên quan đến trung tâm dữ liệu và tiết kiệm cho các nhà khai thác trung tâm dữ liệu một lượng lớn chi phí vận hành. Tại sao các nhà khai thác trung tâm dữ liệu lại tiếp tục trả mức lương siêu cao nếu AI có thể đảm nhận tải trọng thiết kế và kiến trúc cho các giải pháp thế hệ tiếp theo? Các nhà khai thác trung tâm dữ liệu sẽ cố gắng hợp lý hóa và giảm chi phí hoạt động, điều này có thể không bền vững và có tác động tiêu cực đến sự hấp dẫn khi làm việc trong lĩnh vực trung tâm dữ liệu.
Hơn nữa, các vấn đề bảo vệ dữ liệu có thể sẽ trở thành một vấn đề đau đầu: Các trung tâm dữ liệu sẽ xử lý các phương tiện truyền thông xã hội và các hiệu ứng truy cập mở của việc bảo vệ dữ liệu trên phạm vi quốc tế như thế nào? Ví dụ: việc bảo vệ dữ liệu thường được quản lý thông qua từng quốc gia trong đó tại mỗi quốc gia nơi thông tin được chọn có thể bị hạn chế, trong đó một số quốc gia hạn chế nhiều hơn các quốc gia khác. AI yêu cầu lượng thông tin đáng kể để hoạt động hiệu quả khi kiến trúc mạng thần kinh triển khai các thuật toán học tập hiệu quả. Liệu các hạn chế của chính phủ và ranh giới quốc gia về bảo vệ dữ liệu cuối cùng có hạn chế việc sử dụng và tác động của AI không? Liệu hạn chế này có ảnh hưởng đến vai trò của trung tâm dữ liệu và mô hình kinh doanh hoạt động của chúng không? Ngày nay, các nguyên nhân gây ra những vấn đề này có vẻ không ổn và rất có thể là một tình huống không bền vững. Nó rất có thể có tác động tiêu cực rất lớn đến tiện ích của các trung tâm dữ liệu nói chung.
Bản tóm tắt
Mặc dù AI dự kiến sẽ phát triển ở mức độ trưởng thành và tăng tốc về mức độ phổ biến, nhưng tác động lên các trung tâm dữ liệu là nghiêm trọng và sẽ gây ra mức độ căng thẳng đáng kinh ngạc cho tương lai của kiến trúc trung tâm dữ liệu. Năm tác động tiêu cực đã được nêu trong bài viết này, trong đó một biện pháp giảm nhẹ là việc triển khai và thiết kế các bộ điều biến quang polymer hiệu suất rất cao, đã chứng tỏ khả năng điều biến ánh sáng nhanh hơn, giảm mức tiêu thụ điện năng và có kích thước nhỏ gọn. của một hạt muối. Cùng với các trung tâm dữ liệu hoạt động hiệu quả hơn với chi phí vận hành thấp hơn và các phương pháp tiếp cận sáng tạo để bảo vệ dữ liệu, có thể có một lộ trình phía trước để các trung tâm dữ liệu tồn tại sau mũi tên Achilles tới tận gân.
Tham khảo bài viết gốc tại đây:
AI có thể là gót chân Achilles khiến các trung tâm dữ liệu không thể phát triển trước các bộ dữ liệu khổng lồ cần thiết cho AI. Giống như nhân vật huyền thoại trong Thần thoại Hy Lạp, trong nhiều thập kỷ, chúng ta đã nhận ra những mối đe dọa có thể lật đổ xã hội kỹ thuật số ngày càng phát triển của chúng ta và học cách xây dựng các trung tâm dữ liệu mạnh mẽ và vững chắc để trở thành những anh hùng bất khả chiến bại. Mặt trái của huyền thoại là khái niệm về tính dễ bị tổn thương vốn có ở những người bảo vệ mạnh mẽ nhất. Ngày nay AI có thể là lỗ hổng chết người không thể lường trước được.
Từ Agora đến các thị trường toàn cầu siêu kết nối: sự trỗi dậy của AI và bộ điều biến
Trong khi Homer hy vọng truyền đạt một bài học về những sai sót trong những câu chuyện như Achilles đối đầu với Agamemnon trong một agora cổ xưa ở phần đầu của Iliad, thì việc phòng thủ trước sự yếu đuối ngày nay diễn ra trên một bối cảnh rộng lớn hơn nhiều. Có ba lĩnh vực thị trường vĩ mô đang thúc đẩy nhu cầu về Internet nhanh hơn và phổ biến hơn cũng như cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu hiệu quả và năng suất hơn. Các lĩnh vực thị trường vĩ mô này là mật độ, tốc độ và công suất thấp, đồng thời đang thúc đẩy các kỹ sư thiết kế các thành phần quang học và quang tử hiệu suất cao hơn được hỗ trợ bởi cáp quang kết nối các trung tâm dữ liệu như một phần của cơ sở hạ tầng CNTT. Các thành phần quang học ngày nay phải giải quyết mật độ chuyển đổi cao hơn từ kích thước hoặc diện tích nhỏ hơn, luồng thông tin và xử lý tính toán cao hơn và nhanh hơn cũng như nhu cầu tiêu thụ điện năng thấp, xanh. Một phiên bản mới của các thành phần quang học sắp ra mắt hỗ trợ ba lĩnh vực vĩ mô này bao gồm các thiết bị như bộ điều biến polymer được đặt và định vị phía trước các tia laze gửi ánh sáng vào cáp quang.
Bộ điều biến là thiết bị mã hóa tín hiệu quang học và rất quan trọng để tăng dung lượng thông tin, gửi tín hiệu số nhanh hơn, tiêu thụ điện năng thấp hơn và giảm dấu chân. Bộ điều biến nói chung đang trở thành thành phần quan trọng cho mạng quang và Internet thế hệ tiếp theo. Các bộ điều biến polymer quang điện mới hơn so với các biến thể bán dẫn có tiềm năng khiến hoạt động kinh doanh của người dùng cuối trở nên cạnh tranh hơn vì chúng có thể giải quyết các vấn đề mà các công ty trung tâm dữ liệu lớn này đang gặp phải và tạo ra tác động tích cực cho ngành, đặc biệt là với ba yếu tố vĩ mô. thị trường: quy mô, mức tiêu thụ điện năng và tốc độ.
Chi tiết hơn, khu vực vĩ mô đầu tiên có mật độ và kích thước chuyển mạch tăng lên đã trở thành một vấn đề lớn đối với các trung tâm dữ liệu có nhu cầu về không gian; lĩnh vực thứ hai của luồng thông tin cao hơn để tăng cường xử lý tính toán đã trở thành chủ đề thời sự trong vài tháng qua với nhu cầu về tốc độ và cuối cùng, lĩnh vực thứ ba có nhu cầu tiêu thụ điện năng thấp, sinh nhiệt thấp hơn và nói chung, ' giải pháp xanh hơn.
Người dùng cuối sở hữu và vận hành các trung tâm dữ liệu như một phần của Internet cần tìm kiếm sự cân bằng quang học để đảm bảo các trình điều khiển macro này sẽ điều khiển các hệ thống thế hệ tiếp theo cũng như có các thành phần quang học hỗ trợ các số liệu giúp duy trì tính cạnh tranh của trung tâm dữ liệu và bền vững.
Sống sót nhờ những con số: đo lường sự căng thẳng của AI
Sự phát triển của Internet và các vấn đề về hiệu suất do nhu cầu thông tin tiếp tục tăng, vậy các trung tâm dữ liệu cần thực hiện những biện pháp nào để tồn tại? Ba biện pháp nhanh chóng nổi lên vì người ta biết rằng AI tạo ra nhiều thông tin xử lý tính toán hơn và thông tin đó cần được các trung tâm dữ liệu truyền đạt và định tuyến một cách hiệu quả đến nhiều điểm đến khác nhau:
Các trung tâm dữ liệu cần có khả năng xử lý tốc độ dữ liệu cao hơn, băng thông cao hơn và truyền nhiều thông tin hơn. Thông tin ‘ùn tắc giao thông’ không phải là giải pháp lâu dài
Các trung tâm dữ liệu cần có khả năng hoạt động với mức tiêu thụ điện năng thấp hơn. Sử dụng phần lớn hoặc tỷ lệ phần trăm của Lưới điện Quốc gia không phải là giải pháp lâu dài.
Các trung tâm dữ liệu cần có khả năng thu nhỏ và sử dụng không gian hiệu quả hơn. Các trung tâm dữ liệu đã có kích thước bằng các nhà máy điện: việc phát triển về mặt vật lý đơn giản là không thực tế đối với cộng đồng.
Tránh ùn tắc lưu lượng dữ liệu
Hãy coi Internet giống như một hệ thống đường cao tốc kết nối mọi người và mọi thứ từ bờ biển này sang bờ biển khác bằng các làn đường đan chéo và chồng chéo. Quá trình xử lý tính toán sử dụng kiến trúc dựa trên mạng thần kinh cho AI có thể được xem như là giao điểm nơi mỗi làn đường đó gặp nhau
Để dữ liệu được truyền đi tốt, các giao lộ đó cần phải có hàng chục làn đường để tránh tắc nghẽn tại những điểm mà dữ liệu cần được định tuyến theo đúng hướng. Sức mạnh tính toán hiện đang tăng gấp đôi cứ sau hai đến bốn tháng, điều đó có nghĩa là các trung tâm dữ liệu chuyển đổi và định tuyến lưu lượng truy cập đến đích về cơ bản đang bị tắc nghẽn. Điều đó có nghĩa là những người điều hành và vận hành trung tâm dữ liệu cần cập nhật và nâng cấp chúng nhanh hơn trước. Việc nâng cấp trung tâm dữ liệu thường được thực hiện hai đến bốn năm một lần tùy thuộc vào thiết kế và công ty trung tâm dữ liệu, nhưng với AI và sự gia tăng nhu cầu xử lý tính toán ngày càng tăng, quy trình có thể cần phải được thực hiện nhanh hơn, điều này có thể tạo ra sự phức tạp đáng kể trong vận hành.
Tốc độ và độ phức tạp của việc nâng cấp xe nâng dự kiến sẽ là vấn đề đau đầu liên tục đối với các kiến trúc sư hệ thống trung tâm dữ liệu trong thập kỷ tới. Nhu cầu tính toán ngày càng tăng và luồng thông tin ngày càng tăng đang khiến mức tiêu thụ điện năng tăng lên cũng như lưu lượng truy cập cho mạng quang hoặc internet tăng lên. Cùng với lưu lượng truy cập tăng đều đặn và nhất quán, tác động của AI dự kiến sẽ rất đáng kể và gây căng thẳng cho hệ thống.
Các chủng có thể được đo theo ba cách: mức tiêu thụ điện năng, lưu lượng truy cập tăng và kích thước.
Khi mức tiêu thụ điện năng tăng lên thì sẽ tạo ra nhiều nhiệt hơn, đây là điều mà các trung tâm dữ liệu muốn ngăn chặn bằng các thành phần hiệu quả hơn. Năng lượng được tạo ra trong các trung tâm dữ liệu đang tăng theo cấp số nhân và không có điểm dừng. Việc tiêu thụ điện năng đang có quỹ đạo không bền vững. Lưu lượng truy cập, là dữ liệu được gửi xuống Internet dưới dạng thông tin, hiện đang được tạo ra một phần bởi AI, cũng đang trên một quỹ đạo không bền vững và giống như mức tiêu thụ điện năng, không có một điểm dừng bền vững nào trong tầm mắt. Quy mô của các trung tâm dữ liệu đã trở nên khó quản lý do vị trí của các trung tâm dữ liệu hiện nằm ngoài các cộng đồng cần quyền truy cập vào các khả năng. Mặc dù có các kiếntrúc mạng trung tâm dữ liệu phân phối trung tâm dữ liệu trên khắp các khu vực đô thị nhưng quy mô của chúng ngày càng tăng chứ không giảm. Số liệu mật độ này không bền vững.
Các số liệu này nhằm mục đích bộc lộ bất kỳ gót chân Achilles nào. Được thúc đẩy một phần bởi sự phát triển của AI, ngày càng cần có các số liệu bổ sung để tránh căng thẳng cho trung tâm dữ liệu, bao gồm bảo vệ dữ liệu và tăng chi phí để có nhân viên có năng lực đảm bảo hoạt động của trung tâm dữ liệu đi đúng hướng. AI đã phát triển từ một niềm đam mê khoa học đối với vài nghìn kỹ sư đến mức được ~100 triệu người dùng cuối (và đang phát triển) say mê trên quy mô toàn diện. Với ~100 triệu người dùng, mức độ sáng tạo và đổi mới sẽ tăng nhanh, đồng thời sẽ có những cách thức mới và sáng tạo để AI có thể trở nên có giá trị và hữu ích hơn. Với việc bảo vệ dữ liệu, số lượng người dùng có thể thấy chính phủ đóng các đường dẫn này để hạn chế quyền truy cập vào những gì có thể được coi là thông tin quan trọng. Đây cũng là tình trạng không bền vững. Nó rất có thể có tác động tiêu cực rất lớn đến tiện ích của trung tâm dữ liệu.
Đo lường tác động của AI
Chúng ta chỉ mới hai thập kỷ ngừng sử dụng modem quay số vốn có thể mất trung bình 10-20 phút để tải xuống một hình ảnh mới lạ. Chỉ 10 năm trước, chúng ta có thể đợi 10-20 phút để tải xuống một đoạn video ngắn hoặc chương trình truyền hình. Khi thời gian chờ đợi được rút ngắn, hình ảnh và video nổi tiếng đã trở thành những nguồn tạo ra lưu lượng truy cập Internet lớn nhất. Trong năm vừa qua, rõ ràng là AI hoặc sức mạnh tính toán thô có thể sẽ chiếm nhiều không gian tương đương và nhanh hơn nhiều.
Ví dụ: Netflix vào năm 2003 đã đạt cột mốc một triệu người đăng ký ~ 3,5 năm sau khi ra mắt dịch vụ phát video trực tuyến. Năm nay, ChatGPT đã đạt được một triệu người dùng sau 5 ngày. ChatGPT là một nền tảng AI có khái niệm tương tự như Bing, Bard, v.v., cho phép người dùng thử nghiệm các lệnh trí tuệ nhân tạo cho các dự án đơn giản. Ở quy mô nền tảng xã hội chung hơn, chẳng hạn như Threads của Meta được đồn đại là đã thu hút hơn 100 triệu người dùng chỉ sau hơn một tuần. Một quan sát cho thấy rằng khi một sự việc như thế này diễn ra trong khoảng một tuần nữa, điều đó có thể có nghĩa là nó đã có tác động đến xã hội và thực sự sẽ đẩy nhanh tác động đó rất nhanh, có thể theo những cách mà ngày nay chúng ta không thể tưởng tượng được.
Nếu chúng ta nhìn vào sự tăng trưởng của sức mạnh tính toán trong các hệ thống xử lý tính toán cao trong 60 năm qua, chúng ta biết rằng sự tăng trưởng này ban đầu đã tăng hoặc gấp đôi sau mỗi 3-5 năm. Sau đó, từ khoảng năm 2020 trở đi, mức tăng trưởng đã tăng hơn gấp 10 lần, lên gấp đôi sức mạnh tính toán cứ sau 3-4 tháng (tính theo petaflop - là thước đo cho cường độ xử lý tính toán). Sự gia tăng xử lý tính toán này ít nhất được thúc đẩy bởi các mạng lưới thần kinh tạo nên trí tuệ nhân tạo. Sự tăng trưởng này gây áp lực đáng kể lên cơ sở hạ tầng hỗ trợ xử lý tính toán. Các thành phần chính để kích hoạt cấp độ xử lý điện toán này là các IC như: Bộ xử lý đồ họa (GPU) và Bộ vi xử lý (MPU). Dung lượng thông tin tín hiệu quang truyền xuống sợi cần phải được tăng lên; và những nơi diễn ra quá trình xử lý điện tử, điển hình là các trung tâm dữ liệu, rõ ràng là cần thiết để xử lý lượng thông tin cao hơn. Chi phí kinh tế cho các nhà khai thác mạng internet và mạng quang sẽ đắt hơn.
Giảm bớt căng thẳng cho trung tâm dữ liệu
Bài viết này đánh giá những tác động tiêu cực hoặc áp lực của việc tăng cường xử lý tính toán từ sự gia tăng và phổ biến của AI trên internet hoặc mạng quang. AI đang thúc đẩy quá trình xử lý tính toán cao hơn, từ đó tạo ra nhiều lưu lượng truy cập hơn và nhiều nhiệt hơn. Lưu lượng truy cập cao hơn và mức tiêu thụ điện năng cao hơn đang trở thành một vấn đề đối với cơ sở hạ tầng kiến trúc Internet ở những nơi như trung tâm dữ liệu và cần được giải quyết nhanh chóng trước khi chúng trở thành điểm yếu hoặc lỗ hổng, thậm chí là gót chân Achilles của ngành.
Một vật liệu polyme mới quang điện cho thành phần quang học gọi là bộ điều biến đang được phát triển để thay thế các bộ điều biến bán dẫn hiện có được sử dụng trên Internet ngày nay. Nói chung, một bộ điều biến sẽ chuyển mạch và điều chỉnh ánh sáng, và ngày nay có hàng triệu thiết bị như vậy trên internet và chúng đều hoạt động dựa trên chất bán dẫn. Các giải pháp bán dẫn hiện tại đang gặp khó khăn trong việc giải quyết tốc độ dữ liệu cao hơn, lưu lượng truy cập cao hơn và yêu cầu năng lượng thấp cần thiết để đối phó với AI.
Các thiết bị điều chế polymer quang điện có hiệu suất tốc độ vượt trội và công suất thấp hơn so với các công nghệ hiện có. Các thiết bị điều chế polymer này nhanh, ổn định, đáng tin cậy, tiêu thụ điện năng thấp và có kích thước rất nhỏ. Chúng được đặt ở vị trí vật lý trước các tia laser tạo ra ánh sáng cho Internet. Chức năng điều biến mã hóa và gửi thông tin xuống cáp quang cho mạng và internet. Các vật liệu polyme quang điện là trọng tâm của bộ điều biến có hiệu suất đáng tin cậy và ổn định, tương tự một cách đơn giản với OLED (Đèn LED hữu cơ, cũng là các polyme có thành phần hóa học khác, nhưng có khả năng phát ra ánh sáng ( đỏ, lục, lam) khi đặt điện áp vào chúng). Bộ điều biến polyme quang điện cũng được cấp một điện áp và khi điều này xảy ra, hiệu suất không chỉ thú vị mà còn thực sự đáng kinh ngạc – lý tưởng để giải quyết một số căng thẳng và gót chân Achilles mà các nhà vận hành trung tâm dữ liệu đang gặp phải. Rất có thể những tác động tiêu cực của AI lên các trung tâm dữ liệu có thể được giảm bớt bằng cách sử dụng một loại vật liệu đơn giản mà tất cả chúng ta đều cảm thấy thoải mái – polyme quang điện!
Achilles đã giúp chúng ta học cách xác định tính dễ bị tổn thương như một phần của sức mạnh tổng thể. Có năm tác động tiêu cực, điểm yếu, lỗ hổng rõ ràng đối với các trung tâm dữ liệu, một phần là do sự phát triển của AI được trình bày dưới đây:
Trung tâm dữ liệu sẽ xử lý tốc độ dữ liệu cao hơn như thế nào?
Các trung tâm dữ liệu sẽ xử lý sự gia tăng mức tiêu thụ điện năng như thế nào
Các trung tâm dữ liệu sẽ kiểm soát kích thước như thế nào
Các trung tâm dữ liệu sẽ tìm cách giảm lương và chi phí hoạt động thông qua sự tiến bộ của AI
Các trung tâm dữ liệu sẽ giải quyết vấn đề bảo vệ dữ liệu như thế nào khi các quốc gia và chính phủ thắt chặt tính sẵn có của thông tin?
3 vấn đề đầu tiên có thể được xử lý bằng các công nghệ mới như polyme. Lỗ hổng thứ 4 và thứ 5 cũng là những đám mây bão ở phía chân trời.
Chúng ta đều biết rằng hiện nay nhân viên của các trung tâm dữ liệu có mức lương cực cao. AI tiên tiến và trưởng thành có khả năng giảm lực lượng lao động liên quan đến trung tâm dữ liệu và tiết kiệm cho các nhà khai thác trung tâm dữ liệu một lượng lớn chi phí vận hành. Tại sao các nhà khai thác trung tâm dữ liệu lại tiếp tục trả mức lương siêu cao nếu AI có thể đảm nhận tải trọng thiết kế và kiến trúc cho các giải pháp thế hệ tiếp theo? Các nhà khai thác trung tâm dữ liệu sẽ cố gắng hợp lý hóa và giảm chi phí hoạt động, điều này có thể không bền vững và có tác động tiêu cực đến sự hấp dẫn khi làm việc trong lĩnh vực trung tâm dữ liệu.
Hơn nữa, các vấn đề bảo vệ dữ liệu có thể sẽ trở thành một vấn đề đau đầu: Các trung tâm dữ liệu sẽ xử lý các phương tiện truyền thông xã hội và các hiệu ứng truy cập mở của việc bảo vệ dữ liệu trên phạm vi quốc tế như thế nào? Ví dụ: việc bảo vệ dữ liệu thường được quản lý thông qua từng quốc gia trong đó tại mỗi quốc gia nơi thông tin được chọn có thể bị hạn chế, trong đó một số quốc gia hạn chế nhiều hơn các quốc gia khác. AI yêu cầu lượng thông tin đáng kể để hoạt động hiệu quả khi kiến trúc mạng thần kinh triển khai các thuật toán học tập hiệu quả. Liệu các hạn chế của chính phủ và ranh giới quốc gia về bảo vệ dữ liệu cuối cùng có hạn chế việc sử dụng và tác động của AI không? Liệu hạn chế này có ảnh hưởng đến vai trò của trung tâm dữ liệu và mô hình kinh doanh hoạt động của chúng không? Ngày nay, các nguyên nhân gây ra những vấn đề này có vẻ không ổn và rất có thể là một tình huống không bền vững. Nó rất có thể có tác động tiêu cực rất lớn đến tiện ích của các trung tâm dữ liệu nói chung.
Bản tóm tắt
Mặc dù AI dự kiến sẽ phát triển ở mức độ trưởng thành và tăng tốc về mức độ phổ biến, nhưng tác động lên các trung tâm dữ liệu là nghiêm trọng và sẽ gây ra mức độ căng thẳng đáng kinh ngạc cho tương lai của kiến trúc trung tâm dữ liệu. Năm tác động tiêu cực đã được nêu trong bài viết này, trong đó một biện pháp giảm nhẹ là việc triển khai và thiết kế các bộ điều biến quang polymer hiệu suất rất cao, đã chứng tỏ khả năng điều biến ánh sáng nhanh hơn, giảm mức tiêu thụ điện năng và có kích thước nhỏ gọn. của một hạt muối. Cùng với các trung tâm dữ liệu hoạt động hiệu quả hơn với chi phí vận hành thấp hơn và các phương pháp tiếp cận sáng tạo để bảo vệ dữ liệu, có thể có một lộ trình phía trước để các trung tâm dữ liệu tồn tại sau mũi tên Achilles tới tận gân.
Tham khảo bài viết gốc tại đây:
