VNR Content
Pearl
Nvidia, nhà sản xuất chip hàng đầu thế giới, đang trải qua một giai đoạn tăng trưởng đáng kinh ngạc. Kể từ tháng 1/2023, giá cổ phiếu của công ty đã tăng gần 450%, đưa vốn hóa thị trường lên tới gần 2 nghìn tỷ USD, giúp Nvidia trở thành công ty có giá trị thứ ba tại Mỹ, chỉ sau Microsoft và Apple. Với việc kiểm soát hơn 95% thị trường chip AI chuyên dụng, hầu hết các chuyên gia đều kỳ vọng Nvidia sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ trong tương lai gần.
Điều gì đã khiến chip của Nvidia trở nên đặc biệt đến vậy? Ban đầu, chip AI của hãng, hay còn gọi là bộ xử lý đồ họa (GPU), được thiết kế dành riêng cho trò chơi điện tử. Chúng sử dụng công nghệ xử lý song song, chia nhỏ mỗi phép tính thành các phần nhỏ hơn và phân phối chúng giữa nhiều "lõi" trong chip. Nhờ đó, GPU có thể chạy các thuật toán nhanh hơn đáng kể so với việc thực hiện tuần tự. Cách tiếp cận này rất phù hợp cho gaming, nơi đòi hỏi vô số pixel được hiển thị đồng thời trên màn hình để tạo ra đồ họa sống động. Hiện tại, chip hiệu năng cao của Nvidia chiếm tới 4/5 thị phần GPU chơi game.
Nvidia là công ty được hưởng lợi nhiều nhất từ làn sóng AI
Tuy nhiên, ứng dụng của chip Nvidia đã vượt xa lĩnh vực gaming. Chúng đóng vai trò quan trọng trong các ngành như khai thác tiền điện tử, xe tự lái và đặc biệt là huấn luyện các mô hình AI. Các thuật toán học máy, nền tảng của AI, sử dụng một nhánh của học sâu gọi là mạng thần kinh nhân tạo. Trong các mạng này, máy tính trích xuất quy tắc và mẫu từ bộ dữ liệu khổng lồ. Quá trình huấn luyện mạng bao gồm các phép tính quy mô lớn, nhưng nhờ khả năng chia nhỏ tác vụ và xử lý song song, GPU có thể tăng tốc đáng kể. Một GPU hiệu suất cao có thể có hơn một nghìn lõi, cho phép xử lý hàng nghìn phép tính cùng lúc.
Nhận thấy tiềm năng của GPU trong việc đào tạo mô hình AI, Nvidia đã tập trung tối ưu hóa chúng. Các chip của hãng giờ đây đã bắt kịp với những mô hình AI phức tạp nhất: trong thập kỷ tính đến năm 2023, Nvidia đã tăng tốc độ tính toán lên 1.000 lần.
Tuy nhiên, sự tăng trưởng vượt bậc của Nvidia không chỉ đến từ tốc độ chip nhanh hơn, mà còn nhờ vào hai yếu tố then chốt khác. Thứ nhất là kết nối mạng. Khi các mô hình AI ngày càng phát triển, các trung tâm dữ liệu cần hàng nghìn GPU kết hợp với nhau để gia tăng sức mạnh xử lý, trong khi hầu hết máy tính chỉ sử dụng một vài chip. Nvidia kết nối GPU của mình thông qua mạng hiệu suất cao dựa trên công nghệ của Mellanox, công ty họ mua lại năm 2019 với giá 7 tỷ USD. Điều này cho phép Nvidia tối ưu hóa hiệu suất mạng chip theo cách mà đối thủ khó lòng bắt kịp.
Thế mạnh thứ hai của Nvidia là CUDA, một nền tảng phần mềm cho phép khách hàng tinh chỉnh hiệu suất bộ xử lý. Nvidia đã đầu tư vào phần mềm này từ giữa những năm 2000 và khuyến khích các nhà phát triển sử dụng nó để xây dựng, thử nghiệm ứng dụng AI. Nhờ đó, CUDA đã trở thành tiêu chuẩn công nghiệp trên thực tế.
Lợi nhuận hấp dẫn và sự bùng nổ của thị trường máy gia tốc AI (dự kiến đạt 400 tỷ USD/năm vào 2027) đã thu hút nhiều đối thủ cạnh tranh. Amazon, Alphabet đang tự sản xuất chip AI cho trung tâm dữ liệu. Các nhà sản xuất chip lớn và công ty khởi nghiệp cũng muốn giành thị phần từ Nvidia. Tháng 12/2023, AMD đã giới thiệu chip mạnh gấp đôi sản phẩm tiên tiến nhất của Nvidia.
Tuy nhiên, ngay cả việc chế tạo phần cứng tốt hơn cũng chưa chắc đủ để đánh bại Nvidia. Họ thống trị ngành chip AI nhờ cung cấp chip tốt nhất, giải pháp kết nối mạng tối ưu và phần mềm vượt trội. Bất kỳ ai muốn thay thế Nvidia sẽ phải đánh bại họ ở cả ba lĩnh vực, một thách thức đòi hỏi thời gian rất dài.
Điều gì đã khiến chip của Nvidia trở nên đặc biệt đến vậy? Ban đầu, chip AI của hãng, hay còn gọi là bộ xử lý đồ họa (GPU), được thiết kế dành riêng cho trò chơi điện tử. Chúng sử dụng công nghệ xử lý song song, chia nhỏ mỗi phép tính thành các phần nhỏ hơn và phân phối chúng giữa nhiều "lõi" trong chip. Nhờ đó, GPU có thể chạy các thuật toán nhanh hơn đáng kể so với việc thực hiện tuần tự. Cách tiếp cận này rất phù hợp cho gaming, nơi đòi hỏi vô số pixel được hiển thị đồng thời trên màn hình để tạo ra đồ họa sống động. Hiện tại, chip hiệu năng cao của Nvidia chiếm tới 4/5 thị phần GPU chơi game.
Tuy nhiên, ứng dụng của chip Nvidia đã vượt xa lĩnh vực gaming. Chúng đóng vai trò quan trọng trong các ngành như khai thác tiền điện tử, xe tự lái và đặc biệt là huấn luyện các mô hình AI. Các thuật toán học máy, nền tảng của AI, sử dụng một nhánh của học sâu gọi là mạng thần kinh nhân tạo. Trong các mạng này, máy tính trích xuất quy tắc và mẫu từ bộ dữ liệu khổng lồ. Quá trình huấn luyện mạng bao gồm các phép tính quy mô lớn, nhưng nhờ khả năng chia nhỏ tác vụ và xử lý song song, GPU có thể tăng tốc đáng kể. Một GPU hiệu suất cao có thể có hơn một nghìn lõi, cho phép xử lý hàng nghìn phép tính cùng lúc.
Nhận thấy tiềm năng của GPU trong việc đào tạo mô hình AI, Nvidia đã tập trung tối ưu hóa chúng. Các chip của hãng giờ đây đã bắt kịp với những mô hình AI phức tạp nhất: trong thập kỷ tính đến năm 2023, Nvidia đã tăng tốc độ tính toán lên 1.000 lần.
Tuy nhiên, sự tăng trưởng vượt bậc của Nvidia không chỉ đến từ tốc độ chip nhanh hơn, mà còn nhờ vào hai yếu tố then chốt khác. Thứ nhất là kết nối mạng. Khi các mô hình AI ngày càng phát triển, các trung tâm dữ liệu cần hàng nghìn GPU kết hợp với nhau để gia tăng sức mạnh xử lý, trong khi hầu hết máy tính chỉ sử dụng một vài chip. Nvidia kết nối GPU của mình thông qua mạng hiệu suất cao dựa trên công nghệ của Mellanox, công ty họ mua lại năm 2019 với giá 7 tỷ USD. Điều này cho phép Nvidia tối ưu hóa hiệu suất mạng chip theo cách mà đối thủ khó lòng bắt kịp.
Thế mạnh thứ hai của Nvidia là CUDA, một nền tảng phần mềm cho phép khách hàng tinh chỉnh hiệu suất bộ xử lý. Nvidia đã đầu tư vào phần mềm này từ giữa những năm 2000 và khuyến khích các nhà phát triển sử dụng nó để xây dựng, thử nghiệm ứng dụng AI. Nhờ đó, CUDA đã trở thành tiêu chuẩn công nghiệp trên thực tế.
Lợi nhuận hấp dẫn và sự bùng nổ của thị trường máy gia tốc AI (dự kiến đạt 400 tỷ USD/năm vào 2027) đã thu hút nhiều đối thủ cạnh tranh. Amazon, Alphabet đang tự sản xuất chip AI cho trung tâm dữ liệu. Các nhà sản xuất chip lớn và công ty khởi nghiệp cũng muốn giành thị phần từ Nvidia. Tháng 12/2023, AMD đã giới thiệu chip mạnh gấp đôi sản phẩm tiên tiến nhất của Nvidia.
Tuy nhiên, ngay cả việc chế tạo phần cứng tốt hơn cũng chưa chắc đủ để đánh bại Nvidia. Họ thống trị ngành chip AI nhờ cung cấp chip tốt nhất, giải pháp kết nối mạng tối ưu và phần mềm vượt trội. Bất kỳ ai muốn thay thế Nvidia sẽ phải đánh bại họ ở cả ba lĩnh vực, một thách thức đòi hỏi thời gian rất dài.
