Nvidia chi hàng tỷ mua Dark Fiber, cuộc chiến sức mạnh tính toán AI từ chip silicon lan sang hạ tầng cáp quang

Một công ty bán dẫn có giá trị vốn hóa thị trường hàng nghìn tỷ đô la, đang bị tiết lộ là đã nhúng tay vào các đường ống thông tin sâu dưới lòng đất.

Theo các báo cáo nghiên cứu gần đây của Wolfe Research và Needham, Nvidia đang âm thầm tiến hành mua lại và thuê số lượng lớn tài nguyên “dark fiber” (Sợi quang tối) ở Bắc Mỹ, với quy mô đầu tư dự kiến lên tới 5 - 10 tỷ USD trong ba năm tới. Tính đến thời điểm bài viết, Nvidia vẫn chưa lên tiếng phản hồi trực tiếp. Bức tranh mà thị trường ghép lại phần lớn đến từ những suy đoán chéo của các nhà phân tích dựa trên tín hiệu chuỗi cung ứng.

Dark fiber là các lõi cáp quang dự phòng được các công ty viễn thông lắp đặt từ lâu nhưng chưa được kích hoạt cho đến hiện tại. Vai trò truyền thống của Nvidia là “người bán xẻng”, chỉ cung cấp các chip silicon GPU. Nếu các thông tin trên là thật, việc tự mình mua các tài sản hạ tầng mạng vật lý có thể xem là một bước chuyển mình cực kỳ khác thường cho hãng.

Phần lớn các nhà phân tích cho rằng, đây không đơn thuần chỉ là mua sắm cho chuỗi cung ứng, mà là trận chiến then chốt mang tính phòng thủ khi Nvidia đang chuyển đổi thành người định nghĩa hạ tầng AI toàn diện, nhằm tránh bị “pipe hóa” trong hệ sinh thái của chính mình.

Tại sao Nvidia lại mua sợi quang?

Các yêu cầu nghiêm ngặt về mạng trong cụm AI là chìa khóa để hiểu bước đi này.

Huấn luyện các mô hình lớn yêu cầu hàng nghìn, hàng vạn GPU phối hợp đồng bộ. Chỉ một chút trễ trong trao đổi dữ liệu giữa các node cũng có thể khiến cả cụm, vốn trị giá hàng trăm triệu đô la, bị tắc nghẽn. Việc dùng mạng viễn thông công cộng giống như kẹt xe trong giờ cao điểm. Mua đứt dark fiber tương đương với việc xây một “cao tốc riêng” độc quyền hoàn toàn.

Tuy nhiên, bản thân dark fiber chỉ là lõi cáp quang vật lý chưa kích hoạt. Để truyền dữ liệu, cần phải trang bị thêm thiết bị ghép kênh sóng (DWDM) và module quang học tốc độ cao ở hai đầu, kết hợp cùng nền tảng mạng Spectrum-X của Nvidia mới có thể sử dụng.

Khâu truyền dẫn quang đường dài, các công ty thiết bị DWDM như Ciena là bên hưởng lợi trực tiếp nhất. Năm nay, Nvidia lần lượt đầu tư 2 tỷ USD vào Coherent và Lumentum rồi ký hợp đồng mua bán dài hạn, mục tiêu là hướng tới các thiết bị kết nối quang học như wafer InP, CPO (quang học đóng gói chung) phục vụ cho phía tính toán.

Những thiết bị này được dùng cho kết nối tốc độ cao trong rack máy chủ, trong trung tâm dữ liệu, khác biệt về vị trí chuỗi giá trị so với “thắp sáng” dark fiber đường dài, nhưng đều nằm trong xu thế đầu tư nóng vào AI truyền thông quang hiện nay.

Đằng sau đó còn là động lực phòng thủ sâu xa hơn: đối đầu các ông lớn cloud. Microsoft, Google, Amazon vừa là khách hàng lớn nhất của Nvidia, vừa là mối đe dọa tiềm tàng số một. Họ đang đổ hàng tỷ USD tự phát triển chip AI, tìm cách xây dựng hệ thống khép kín “chip + mạng + dịch vụ đám mây”.

Sau khi kiểm soát được mạng dark fiber cơ sở, Nvidia có thể cung cấp cho doanh nghiệp các “nhà máy AI” tiêu chuẩn hóa với combo “GPU + mạng riêng”, đồng thời hỗ trợ các nhà cung cấp đám mây AI mới nổi, vượt qua sự phong tỏa của các ông lớn cloud. Trong tháng 3 vừa qua, Nvidia đầu tư 2 tỷ USD vào Nebius, tháng 7 tiết lộ sở hữu 9,3% cổ phần, chính là nước cờ nằm trong chiến lược này.

Cuộc chiến ba phe: Ai đang tranh giành lãnh thổ với Nvidia?

Các phe phái trong cuộc chơi này phức tạp hơn bề mặt rất nhiều.

Các ông lớn cloud có tiềm lực vốn dồi dào, đã kiểm soát hầu hết các cáp biển xuyên lục địa mới trên thế giới. Để phá bỏ điểm nghẽn năng lực tính toán, họ vừa tự phát triển chip, vừa ký hợp đồng mua điện dài hạn với chủ sở hữu nhà máy điện hạt nhân để đảm bảo nguồn điện. Thỏa thuận giữa Microsoft và Constellation nhằm tái khởi động nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island là ví dụ điển hình, với một trong những mục tiêu cốt lõi là giảm phụ thuộc vào Nvidia.

Trong trận tuyến phần cứng, AMD, Intel, Broadcom là các thành viên chủ chốt của “Liên minh Siêu Ethernet” (UEC) do Linux Foundation sáng lập, nỗ lực phá vỡ vị thế thống trị của hệ thống InfiniBand của Nvidia bằng chuẩn mở Ethernet. Nhưng Meta và Microsoft cũng là thành viên sáng lập của UEC. Các ông lớn cloud vừa tự xây mạng vật lý cạnh tranh với Nvidia, vừa đồng thời hợp tác với các bên phần cứng trên mặt trận tiêu chuẩn mở. Hai phe không tách biệt rõ ràng mà đan xen chặt chẽ với nhau.

Ở giữa, Nvidia dùng dòng tiền để khóa tài nguyên dark fiber, cố bảo toàn quyền phát ngôn khi lợi thế chip tự thiết kế dần bị san bằng.

Người thắng lớn có thể chính là các nhà khai thác mạng trung lập. Những công ty như Lumen, Zayo sở hữu hệ thống đường ống toàn nước Mỹ, đã giành được hợp đồng mạng tùy chỉnh trị giá hàng tỷ USD trong những năm gần đây. Lumen công bố tổng giá trị hợp đồng cho dịch vụ “kết nối riêng” đã gần 13 tỷ USD, thoát khỏi cái mác “tài sản hoàng hôn”. Các nhà sản xuất module quang và thiết bị truyền dẫn như Coherent, Lumentum, Ciena cũng được dự báo tăng trưởng doanh thu đặt hàng đáng kể. So với họ, các nhà mạng viễn thông truyền thống phản ứng chậm vẫn phải đối diện với nguy cơ bị “pipe hóa” hoàn toàn.

Ngoài cáp quang, trung tâm dữ liệu AI còn bị nghẽn ở những khâu nào?

Dark fiber chỉ là một miếng ghép mới được phơi bày trong “pháo đài vật lý”. Nếu nhìn tổng thể hơn, có thể thấy rõ bức tranh: Trung tâm dữ liệu AI, từ khâu nhận điện, lắp đặt thiết bị, tới lúc đi vào vận hành, gần như mỗi bước đều gặp các rào cản lớn đến từ chuỗi cung ứng công nghiệp nặng, và mỗi chốt đều có các thiết bị hoặc nhà sản xuất tương ứng.

Đầu tiên là nguồn điện. Cụm 100.000 card GPU cần hệ thống cấp điện dự phòng ổn định, thị trường này bị GE Vernova, Siemens Energy, Mitsubishi Heavy Industries thống trị. Báo cáo Q2 của GE Vernova cho thấy tổng giá trị đơn hàng lên tới 176 tỷ USD (bao gồm ba mảng điện lực, điện khí hóa, điện gió), trong đó công suất sản xuất chuyên dụng cho thiết bị tuabin khí đã đạt 116 GW, đặt mục tiêu đạt 125 GW vào cuối năm. Siemens Energy cũng tiết lộ tổng giá trị hợp đồng còn tồn đọng khoảng 154 tỷ euro, riêng hợp đồng máy phát điện khí đã có 60 GW ký kết và 27 GW đặt hàng. Lãnh đạo nhiều công ty cho biết, đơn hàng tuabin khí loại lớn đặt mới hiện tại phải chờ tới năm 2028-2030 mới nhận được, khách hàng phải đợi 3-4 năm.

Dù có được tuabin khí, rào cản tiếp theo lại hiện ra: máy biến áp cao áp. Trước năm 2020, thời gian giao một máy biến áp cỡ lớn khoảng 24-30 tháng; đến 2026, phổ biến đã kéo dài thành 3-5 năm. Theo số liệu, hơn một nửa công suất trung tâm dữ liệu tại Mỹ đang xây dựng hoặc quy hoạch có thể bị trì hoãn vì thiếu máy biến áp hoặc tủ điện. CEO Hitachi Energy từng thừa nhận số đơn hàng vượt khả năng đáp ứng, phải đầu tư thêm 1 tỷ USD mở rộng sản xuất. ABB, Siemens Energy, GE Vernova… cũng hưởng lợi từ tình trạng khan hiếm này.

Vấn đề điện chưa dừng lại ở đó, ngoài nguồn chính, còn phải đề phòng “bất trắc mất điện”.

Các trung tâm dữ liệu lớn thường sử dụng máy phát điện chạy dầu diesel hoặc khí đốt làm dự phòng khẩn cấp, thị trường do Cummins, Caterpillar, Rehlko (trước là mảng phát điện công nghiệp của Kohler, độc lập từ 2024) và Generac dẫn đầu. Theo Tổ chức Better Data Center Project, tính tới cuối 2025, riêng bang Virginia – nơi tập trung trung tâm dữ liệu nhiều nhất nước Mỹ – đã phê duyệt hơn 10.000 tổ máy phát điện, tổng công suất danh nghĩa khoảng 27 triệu kW. Con số này tương đương hơn một nửa tổng công suất lắp đặt của tất cả các nhà máy điện hạt nhân Hoa Kỳ, phần nào phản ánh nhu cầu dự phòng điện khổng lồ của từng khu vực.

Khâu nguồn điện coi như xong, nhưng khi thiết bị bắt đầu hoạt động, việc tản nhiệt lại trở thành “nút thắt” mới. Khi công suất tủ rack vượt 100 kW thì giải pháp làm mát bằng khí đã không còn khả thi, ngành chuyển sang sử dụng các thiết bị làm mát chất lỏng trực tiếp (CDU, cold plate) làm chủ đạo. Quy mô thị trường loại thiết bị này dự báo sẽ từ khoảng 3 tỷ USD năm 2025 tăng lên 7 tỷ USD năm 2029, nhiều hãng như LiquidStack đã nhận đơn hàng lẻ 300 MW chỉ trong năm nay, cung không kịp cầu. Đồng thời, các tháp làm mát bay hơi truyền thống tiêu tốn nhiều nước, nên những vùng khan hiếm nước như Texas, Arizona đã bắt buộc nhà đầu tư trình phương án tiết kiệm nước mới được cấp phép, khiến nhu cầu thiết bị làm mát khép kín tiêu tốn ít nước ngày càng tăng, dù giá đắt và nguồn cung cũng căng thẳng hơn.

Gộp lại các “nút thắt” này, việc xây dựng trung tâm dữ liệu AI không còn là “chỉ cần có tiền là làm được”, mà là cuộc đua giành slot trong 4-5 chuỗi cung ứng công nghiệp nặng đang bị độc quyền ở cấp độ toàn cầu.

Đó cũng là lý do vì sao ngày càng nhiều cụm AI mới buộc phải xây ở các vùng xa khỏi đô thị trung tâm nhưng gần nguồn điện hơn. Địa điểm càng phân tán càng phụ thuộc nhiều vào kết nối dark fiber đường dài, chính là logic vĩ mô phía sau cuộc chiến giành dark fiber ở đầu bài viết này.

Từ cuộc đua wafer công nghệ cao, đến mở rộng mạng lưới sợi quang ngủ sâu dưới lòng đất, rồi cạnh tranh mua tuabin khí, máy biến áp, máy phát điện, thiết bị làm mát… Động thái mở rộng đa lĩnh vực của Nvidia, bất kể chi tiết cuối cùng được xác thực ra sao, đều chỉ ra một khuynh hướng rõ rệt: Cuộc cạnh tranh về năng lực tính toán trong thời đại AI ngày càng phụ thuộc vào việc nắm quyền kiểm soát nguồn lực vật lý và năng lực sản xuất công nghiệp nặng, không còn chỉ là lợi thế về thiết kế chip đơn thuần như trước đây. (Bài viết đăng đầu tiên trên ứng dụng Tài Chí, tác giả | Silicon Valley Tech-news, biên tập | Lâm Sâm)