Tiêu chuẩn kết nối quang mới của Huawei có thể cạnh tranh với Mỹ?
Huawei vừa công bố tiêu chuẩn kết nối quang mới nhằm tăng tốc truyền dữ liệu trong hệ thống AI, thách thức hướng phát triển quang học đồng đóng gói (CPO) đang được Nvidia và Broadcom thúc đẩy.
Huawei hôm 10/9 lần đầu trình diễn giải pháp NPO 7,2 Tbps tại Triển lãm Quốc tế Quang điện Trung Quốc (CIOE), sự kiện quan trọng của ngành công nghệ quang học nước này. Động thái đánh dấu bước đi mới của Huawei trong nỗ lực định hình tiêu chuẩn cho một lĩnh vực ngày càng quan trọng đối với hạ tầng trí tuệ nhân tạo (AI).
Tiêu chuẩn kết nối quang NPO 7,2 Tbps có gì đặc biệt?
NPO, viết tắt của Near-Package Optics, có thể hiểu là quang học đặt gần gói chip. Công nghệ này quy định cách các chip xử lí chính, động cơ quang học và những linh kiện liên quan được bố trí, đóng gói nhằm tăng tốc độ truyền dữ liệu giữa các thành phần.
Huawei cho rằng NPO có tính khả thi cao hơn CPO (Co-Packaged Optics - quang học đồng đóng gói), hướng công nghệ đang được Nvidia và Broadcom thúc đẩy. Điểm khác biệt quan trọng nằm ở vị trí tích hợp.
CPO đưa các linh kiện quang học đến rất gần các linh kiện điện tử của chip ngay ở cấp độ đóng gói. Cách làm này rút ngắn khoảng cách truyền tín hiệu, giảm độ trễ và tổn thất tín hiệu, đồng thời cho phép hệ thống đạt băng thông cao hơn trong không gian nhỏ hơn.
Đây là yếu tố đặc biệt quan trọng khi các hệ thống AI ngày càng mở rộng. Khi hàng nghìn bộ xử lí cùng hoạt động trong một máy chủ hoặc cụm máy chủ, hiệu năng của từng chip riêng lẻ không còn là yếu tố duy nhất quyết định sức mạnh tổng thể. Khả năng trao đổi dữ liệu giữa chip, bộ nhớ, máy chủ và các cụm tính toán cũng trở thành nút thắt lớn.
Huawei lựa chọn cách tiếp cận gần với CPO nhưng tích hợp các thành phần quang và điện tử ở cấp bo mạch in thay vì ngay trong gói chip. Theo công ty, điều này giúp đơn giản hóa quá trình sản xuất và tận dụng được chuỗi cung ứng đã trưởng thành.
Một ưu điểm khác mà Huawei nhấn mạnh là tính “cắm là chạy” (pluggable) của NPO. Nếu một bộ phận gặp lỗi, linh kiện đó có thể được tháo ra và thay thế mà không ảnh hưởng đến toàn bộ chip. Với CPO, việc tích hợp sâu hơn khiến lỗi ở một thành phần có nguy cơ tác động đến cả gói chip.
Huawei vì vậy đang kêu gọi ngành công nghiệp xây dựng một hệ sinh thái NPO thống nhất, đồng thời phối hợp với Diễn đàn Liên kết Quang học (OIF) tại Mỹ để thúc đẩy việc xây dựng tiêu chuẩn kĩ thuật.
Tiger Ninomiya, người phụ trách các hoạt động trình diễn về giao diện tiết kiệm năng lượng và khả năng tương thích đóng gói quang tại OIF, đồng thời là giám đốc tiêu chuẩn công nghệ quang học của Amphenol, nhận định NPO có thể trở thành bước phát triển thực tế trên con đường tiến tới CPO.
Theo ông, NPO có thể giải quyết nhu cầu hiện tại trong khi giảm rủi ro về khả năng sản xuất, hệ sinh thái và khả năng tương thích giữa các sản phẩm. Tuy nhiên, đề xuất tiêu chuẩn mới của Huawei vẫn phải trải qua quá trình đánh giá trước khi có thể được OIF công nhận. Trong khi đó, ngành công nghiệp đã có thỏa thuận triển khai tiêu chuẩn cho CPO thông qua OIF.
Huawei cho biết công ty đã làm việc với các doanh nghiệp điện toán đám mây cùng nhiều nhà cung cấp thiết bị, mô-đun và linh kiện tại Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc, Canada và các thị trường khác nhằm tìm kiếm sự ủng hộ cho sáng kiến NPO.
Trong chuỗi cung ứng này, các doanh nghiệp Trung Quốc như Innolight và Eoptolink cũng đang giữ vai trò đáng kể trong thị trường truyền thông quang học và trung tâm dữ liệu AI toàn cầu.
Mặt trận mới trong cuộc đua hạ tầng AI
Cuộc cạnh tranh giữa NPO và CPO diễn ra trong bối cảnh trọng tâm của ngành AI đang dịch chuyển. Nếu trước đây các nhà sản xuất chủ yếu tập trung cải thiện sức mạnh của từng chip xử lí, thì hiện nay việc kết nối hàng loạt chip thành một hệ thống tính toán quy mô lớn đang trở thành bài toán quan trọng không kém.
Nvidia và Broadcom là những doanh nghiệp đi đầu trong CPO. Các giải pháp CPO sử dụng chip chuyển mạch của hai công ty đã bước vào sản xuất trong nửa cuối năm nay. Ngoài ra, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) và Intel cũng đang phát triển công nghệ CPO, trong khi Marvell nhiều lần nhấn mạnh rằng kết nối tốc độ cao là điều kiện cần thiết cho thế hệ điện toán tiếp theo.
Đằng sau cuộc đua này là nhu cầu truyền một lượng dữ liệu khổng lồ giữa các bộ xử lí AI. Khi mô hình ngày càng lớn và các trung tâm dữ liệu triển khai nhiều GPU cùng lúc, tốc độ kết nối giữa các thành phần có thể trở thành giới hạn đối với hiệu năng toàn hệ thống.
Các bộ thu phát quang dạng cắm và sợi quang thậm chí đang nổi lên như những nút thắt mới của hạ tầng AI. Theo Yole, thị trường mô-đun quang học toàn cầu có thể đạt 112 tỉ USD vào năm 2031, tương ứng tốc độ tăng trưởng kép hằng năm khoảng 30%.
Điều đó giải thích tại sao Huawei không chỉ muốn phát triển một sản phẩm NPO mà còn tìm cách xây dựng một tiêu chuẩn chung. Nếu được nhiều nhà cung cấp chấp nhận, tiêu chuẩn có thể giúp các linh kiện từ những công ty khác nhau hoạt động với nhau, giảm nguy cơ phụ thuộc vào một nhà cung cấp duy nhất và tạo điều kiện mở rộng sản xuất.
Động thái của Huawei cũng mang màu sắc địa chính trị rõ nét. Đề xuất NPO được đưa ra ngay trước cuộc gặp cấp cao dự kiến giữa Tổng thống Mỹ Donald Trump và Chủ tịch Trung Quốc Tập Cận Bình vào cuối tháng 9, đồng thời diễn ra không lâu trước khi Huawei bước vào phiên tòa hình sự tại Mỹ liên quan các cáo buộc đánh cắp bí mật thương mại và vi phạm lệnh trừng phạt Iran. Huawei phủ nhận các cáo buộc này.
Dù vậy, ý nghĩa lớn hơn nằm ở việc cuộc cạnh tranh công nghệ Mỹ - Trung đang mở rộng từ chip xử lí sang cách các chip giao tiếp với nhau. Nếu CPO đại diện cho hướng tích hợp sâu hơn và hứa hẹn hiệu năng cao, NPO của Huawei lại đặt cược vào khả năng triển khai thực tế, chuỗi cung ứng sẵn có và khả năng thay thế linh kiện. Hai hướng tiếp cận có thể tiếp tục cạnh tranh, nhưng cũng có khả năng cùng tồn tại ở những tầng khác nhau của hạ tầng AI.
Với tốc độ tăng trưởng của điện toán AI hiện nay, cuộc chiến giành lợi thế có thể không chỉ được quyết định bởi ai sản xuất GPU mạnh nhất, mà còn bởi ai kiểm soát những tiêu chuẩn kết nối giúp hàng triệu chip có thể giao tiếp với nhau nhanh và hiệu quả nhất.