Nvidia và bài toán điểm tới hạn: Minh chứng cho thấy bong bóng AI cuối cùng sẽ sụp đổ với ‘Định luật Moore’

Với những người trong ngành bán dẫn, Định luật Moore là một lý thuyết nổi tiếng đã thúc đẩy ngành bán dẫn cũng như làm nên tên tuổi của Intel. Theo đó định luật này cho rằng số lượng bóng bán dẫn trên một vi mạch sẽ tăng gấp đôi sau mỗi hai năm, dẫn đến sức mạnh tính toán tăng theo cấp số nhân.

Luật này đã thúc đẩy tiến bộ công nghệ trong hơn 50 năm và đã có tác động sâu sắc đến trí tuệ nhân tạo (AI).

Cũng theo định luật này, việc "nhồi" càng nhiều chip bán dẫn của Nvidia vào các trung tâm dữ liệu để xây dựng mô hình AI sẽ giúp sức mạnh tính toán của chúng lớn hơn, tạo ra các hệ thống thông minh hơn.

Quan điểm này đã thúc đẩy các tập đoàn chuyển từ giải quyết những vấn đề khó khăn trong thuật toán hay kỹ thuật sang việc chỉ đơn giản là xây các trung tâm dữ liệu lớn hơn với nhiều chip Nvidia hơn.

Kể từ khi ChatGPT bùng nổ, các tập đoàn và doanh nghiệp đã đua nhau xây dựng thêm các trung tâm dữ liệu đào tạo AI, dẫn đến nhu cầu chip Nvidia bùng nổ mạnh. Mọi người đều kỳ vọng việc xuất hiện một "siêu trí tuệ nhân tạo" trong thập kỷ này nhờ việc gia tăng số chip bán dẫn.

Tuy nhiên trong vài tháng qua, tờ Financial Times (FT) cho hay những lời bàn tán về định luật Moore đang ngày càng nhiều khi các mô hình mới của Open AI, Google hay Anthropic đã không cho thấy những cải tiến như mong đợi theo dự đoán về việc mở rộng quy số số lượng chip bán dẫn.

Nhà đồng sáng lập Ilya Sutskever của OpenAI, người đã từng đứng lên "đảo chính" CEO Sam Altman để rồi thất bại và phải ra đi, nhận định ngành bán dẫn và vi mạch từng chứng kiến định luật Moore không thực sự chính xác khi việc thu nhỏ các bộ vi xử lý ngày càng khó.

Cho dù có tăng số lượng bóng bán dẫn thì việc thu nhỏ chúng để giữ kích thước và hiệu năng lại ngày càng khó hơn. Việc nhồi bóng bán dẫn mà không thu nhỏ kích thước sẽ chẳng có tác dụng gì trong cuộc cách mạng công nghệ.

Điều tương tự cũng diễn ra với AI, ông Sutskever chia sẻ rằng nếu cứ theo định luật Moore thì cuối cùng toàn bộ trái đất sẽ phủ kín tấm pin năng lượng mặt trời và trung tâm dữ liệu để cung cấp cho vô số chip bán dẫn đào tạo AI.

Theo FT, ngày càng nhiều chuyên gia thừa nhận việc đào tạo AI đã đạt điểm tới hạn về chất lượng và nếu chỉ đơn thuần mở rộng quy mô thì việc phát triển mô hình AI sẽ không còn hiệu quả như trước. Để duy trì được những tiến bộ đột phá thì các nhà khoa học sẽ phải làm nhiều việc hơn.

FOMO

Bất chấp những lời đánh giá trên, nhiều CEO như Satya Nadella của Microsoft vẫn ủng hộ định luật Moore khi xây ngày càng nhiều trung tâm dữ liệu và tích trữ lượng lớn chip bán dẫn của Nvidia.

Tờ Nvidia nhận định hiện các tập đoàn lớn trên thế giới đổ tiền vào AI ở mức chưa từng có chủ yếu là do nỗi sợ bị bỏ lỡ (FOMO) hơn là thực sự tin tưởng vào định luật Moore.

Theo Morgan Stanley, chi tiêu vốn tại Microsoft, Meta, Amazon và Google sẽ vượt quá 200 tỷ USD trong năm nay và vượt 300 tỷ USD vào năm tới vì không ai muốn là người tụt hậu trong cuộc đua AI.

Thế nhưng tương tự như ngành bán dẫn trước đây, nếu việc mua nhiều chip Nvidia không đem lại hiệu suất tăng trưởng AI tương ứng thì liệu những khoản tiền này có bị cắt giảm hay không?

Thậm chí chính CEO Jensen Huang của Nvidia cũng đã phải thừa nhận dù việc đào tạo AI bằng trung tâm dữ liệu là hiệu quả nhưng cứ mở rộng quy mô như vậy thì không đủ để đột phá công nghệ.

Tất nhiên, tin tức tốt là ngành AI mới bùng nổ và hiện nhu cầu chip Nvidia vẫn rất lớn trong vòng ít nhất 1 năm nữa.

Tuy nhiên khi đã đạt điểm tới hạn, liệu bong bóng AI có sụp đổ khi việc mua thêm chip Nvidia không đem lại hiệu quả hay lợi nhuận tương xứng.

Xin được nhắc rằng cho đến hiện tại, chưa có mô mô hình AI nào công bố lợi nhuận trực tiếp cho doanh nghiệp, nghĩa là các tập đoàn vẫn đang phải đốt hàng tỷ USD cho công nghệ mới này mà chưa thu hồi được vốn.

Giới hạn

Định luật Moore được nhà đồng sáng lập Gordon Moore của Intel trình bày lần đầu vào năm 1965, qua đó dự đoán số lượng bóng bán dẫn trên mỗi con chip sẽ tăng gấp đôi mỗi năm khiến hiệu năng của chúng mạnh lên theo cấp số nhân qua thời gian.

Tuy nhiên đến năm 1975, định luật này bị sửa đổi thành 2 năm một lần khi việc nhét ngày càng nhiều bóng bán dẫn vào một con chip nhỏ hơn bộc lộ những giới hạn về tiềm năng.

Trước đây, những chiếc bóng bán dẫn đầu tiên của chip thường dài đến 1cm thì đến năm 1950, chúng chỉ còn được đo bằng mm. Ngày nay, những linh kiện này thậm chí chỉ được đo bằng nanomet (nm) với hàng tỷ bóng bán dẫn trên mỗi con chip điện tử.

Xin được nhắc rằng một sợi ADN của con người chỉ có đường kính 2,5 nm.

Theo tờ Nikkei Asian Review, mặc dù định luật Moore đã định hình sự phát triển của ngành chip bán dẫn trong nhiều thập kỷ khi quá trình thu nhỏ các con chip đã thúc đẩy toàn bộ ngành công nghệ, từ máy tính cá nhân, điện thoại thông minh cho đến trí thông minh nhân tạo (AI) ngày nay.

Tuy nhiên việc thu nhỏ này đang ngày càng trở nên khó khăn vì giới hạn của chúng, khiến chỉ một bước tiến nhỏ cũng có thể đem lại sự khác xa về hiệu năng. Ví dụ mảng phát triển AI hiện nay được cho là chỉ hiệu quả khi dùng những con chip có kích thước dưới 4nm.

Con số 2,5 hay 4 nm này có thể hiểu là độ dày của một cánh cửa truyền tải dữ liệu trong chip bán dẫn. Độ dày cửa càng nhỏ thì lượng dữ liệu truyền tải được qua càng nhiều và nhanh hơn.

Tuy nhiên việc thu nhỏ cánh cửa cũng có điểm giới hạn và nếu không có công nghệ mới thì gần như là bất khả thi để thu nhỏ thêm nữa. Bởi vậy các công ty đang chuyển sang thay đổi cách thiết kế hoặc dùng vật liệu mới cho chip bán dẫn.

Mặc dù vậy, việc đổi cách thiết kế hay dùng vật liệu mới lại quá đắt đỏ.

Bất chấp điều đó, hàng loạt những tập đoàn lớn từ Intel của Mỹ cho đến Samsung của Hàn Quốc hay TSMC đều đã đổ hàng tỷ USD để cố gắng đạt tới điểm giới hạn của định luật Moore.

Thế nhưng theo Giám đốc nghiên cứu và phát triển Chiang Shang Yi của TSMC, cuối cùng thì định luật Moore cũng sẽ chấm dứt và điều này sẽ tạo nên thay đổi hoàn toàn trong cuộc đua công nghệ.

"Nếu định luật Moore đạt tới điểm giới hạn thì nó sẽ ảnh hưởng cực kỳ lớn đến ngành bán dẫn", ông Chiang nói với Nikkei.

"Ngành chip bán dẫn sẽ trở nên bình thường hơn so với hiện nay, không còn gì để đột phá trong 20 năm tới nếu không có một cuộc cách mạng công nghệ nào khác diễn ra", giám đốc Chiang bổ sung.

Theo ông Chiang, việc đạt tới giới hạn về kích thước có thể khiến chip bán dẫn trở thành hàng hóa bình thường như ngành thép hay nhựa, tập trung vào số lượng khi mặt bằng tiêu chuẩn, hiệu năng đã bị xóa nhòa.

"Sự cào bằng về chất lượng này sẽ khiến những nền kinh tế đi sau trong mảng chip bán dẫn như Trung Quốc có cơ hội cực lớn", giám đốc Chiang thừa nhận.

*Nguồn: FT, Nikkei