Đang dùng chip Intel, tại sao cả Microsoft, Amazon và Google “đổ xô” tự thiết kế chip cho đám mây của mình?

Các con chip tự thiết kế này sẽ mang tới các ưu điểm độc đáo cho dịch vụ đám mây của các công ty kể trên.

Đồng thời với quá trình chuyển đổi từ một cửa hàng sách online thành một người khổng lồ điện toán đám mây, Amazon cũng trở thành một trong những hãng thu mua chip lớn nhất thế giới cho các trung tâm dữ liệu của mình. Khi mảng kinh doanh đám mây của họ mở rộng ra hơn nữa, công ty ngày càng nghiêm túc hơn với dự định tự thiết kế chip thay vì mua chúng.

Bước chuyển mình này không chỉ tác động đến hoạt động kinh doanh của Amazon, mà còn của cả ngành công nghiệp bán dẫn cũng như đe dọa đến những nhà sản xuất chip truyền thống như Intel và AMD.

Amazon bắt đầu phát đi tín hiệu dự định của mình vào năm 2015 khi họ thâu tóm Annapuma Labs, một nhà thiết kế chip nhỏ của Israel. Kể từ đó, họ ngày càng tích cực hơn trong việc phát triển chip dành riêng cho những trung tâm dữ liệu của mình.

Chip dành riêng cho nền tảng đám mây của Amazon

” Công trình này là nền tảng – khi chúng tôi cải thiện phần cứng, mọi thứ sẽ chạy trên nó sẽ được cải thiện .” Nafea Bshara, đồng sáng lập Annapuma và giờ đây là phó chủ tịch Amazon Web Services, cho biết. Ví dụ điển hình cho nhận định này là Smugmug, dịch vụ ảnh online đang chạy trên AWS nhằm hiển thị hàng tỷ bức ảnh mỗi ngày cho người dùng.

Smugmug cho biết, họ đã giảm đến 40% chi phí đám mây của AWS kể từ khi chuyển sang dùng các instance chạy trên chip tự chế của Amazon, có tên gọi Graviton. Hiện tại Amazon vẫn đang phụ thuộc vào chip Intel cho các trung tâm dữ liệu của mình, nhưng đối với các khách hàng sử dụng chip riêng của họ như Smugmug, Amazon tính phí thấp hơn đến 20%. Hơn nữa, Smugmug còn cho biết, các chip của Amazon cũng tiết kiệm thời gian xử lý tác vụ đến 20%, giúp giảm chi phí xử lý điện toán giảm thêm một khoản đáng kể nữa.

Thời kỳ phục hưng của ngành bán dẫn

Không chỉ Amazon, Microsoft và Google cũng đang tự phát triển các chip chuyên dụng cho riêng mình. Xu hướng này phần nào cho thấy, những người khổng lồ công nghệ hiện tại đang khác biệt như thế nào với những nhà điều hành trung tâm dữ liệu trong quá khứ, vốn không có đủ nguồn lực để rót hàng trăm triệu USD vào tự thiết kế chip.

Chip dành cho đám mây Azure của Microsoft

Ngoài ra điều này cũng phản ánh một xu hướng chuyển dịch công nghệ khác đang diễn ra nhờ sự phổ biến của smartphone. Trong khi Intel và AMD đang tạo ra các con chip dành cho trung tâm dữ liệu với ưu tiên hướng đến tốc độ, các thiết bị di động như smartphone lại cần các bộ xử lý sử dụng các ít năng lượng càng tốt. Khi nhu cầu cho những thiết bị này gia tăng phi mã, nó cũng kéo theo nhiều biện pháp cải thiện năng lực xử lý của chip điện năng thấp và dần thu hẹp khoảng cách về hiệu năng với các bộ xử lý truyền thống trong trung tâm dữ liệu.

Hơn nữa, việc cải thiện mức độ năng lượng tiêu hao cũng đang ngày càng quan trọng hơn. Theo báo cáo của Applied Materials, nhà sản xuất thiết bị sản xuất chip lớn nhất thế giới, đến năm 2025, dự kiến các trung tâm dữ liệu sẽ tiêu thụ khoảng 15% điện năng toàn thế giới, tăng khoảng 2% so với năm ngoái. Do vậy, duy trì mức tiêu thụ điện năng thấp hiện còn quan trọng hơn bản thân việc tiết kiệm chi phí cho những nhà điều hành trung tâm dữ liệu.

Cũng giống như các chip smartphone, các chip điện năng thấp đang được thiết kế cho trung tâm dữ liệu cũng dựa trên thiết kế của hãng ARM. Cả Amazon và Microsoft đều sử dụng chip ARM làm nền tảng cho thiết kế chip nội bộ của họ.

Các chip Graviton của Amazon ban đầu chỉ được sử dụng trong những trường hợp đặc biệt, nhưng sau đó nó được phát triển thành con chip nền ARM đầu tiên có thể đối đầu thực sự với các chip đa dụng của Intel trong trung tâm dữ liệu.

” Đây là sự phục hưng trong ngành bán dẫn .” Ông Jon Bathgate, một nhà đầu tư từ hãng NZS Capital cho biết. Thị trường chip không còn là đường đua song mã giữa Intel và AMD nữa, mà nó đang kéo theo nhiều người khổng lồ khác tham gia vào.

Bộ xử lý chuyên dụng cho trí tuệ nhân tạo trên đám mây TPU của Google

Khi Amazon, Google và Microsoft đang tranh giành các khách hàng trên ngành điện toán đám mây, ưu điểm trong các con chip của họ sẽ trở thành lợi điểm bán hàng cho dịch vụ của mình. ” Thật thú vị khi thấy các nhà cung cấp dịch vụ đám mây này bắt đầu khác biệt hóa bản thân hơn nữa .”

Một thương vụ đe dọa cả ngành công nghiệp chip

Cũng giống như xu thế hiện tại, không hãng nào trong số những người khổng lồ trên tự sản xuất các chip mà họ thiết kế, thay vào đó họ phụ thuộc vào chuỗi cung ứng quốc tế và cũng đang phải gánh chịu tác động từ đại dịch Covid-19. Nếu quá trình này tiếp tục kéo dài, nó sẽ làm chậm lại quá trình tăng trưởng của họ và ăn vào lợi nhuận.

Điều đó khiến thương vụ thâu tóm ARM của Nvidia Corp – cũng là một nhà thiết kế chip sử dụng trong các trung tâm dữ liệu – trở nên quan trọng thế nào đối với ngành công nghệ toàn cầu và khiến nó đang bị hoãn lại. Nvidia đã hứa sẽ duy trì khả năng tiếp cận mở đối với công nghệ của ARM và cho biết họ không có ý định làm khác đi. Một số khách hàng của ARM đã biểu lộ sự lo ngại về khả năng các nhà lập pháp chấp thuận thương vụ này.

Những lời khiếu nại đã bắt đầu được đưa ra, dù chúng vẫn còn riêng tư nhưng Bloomberg News cho biết, Google, Microsoft và Qualcomm nằm trong số các công ty đó.

Sự trỗi dậy của xu hướng chip tự thiết kế có thể làm giảm hơn nữa chi phí dành cho các sản phẩm tiên tiến và các đổi mới đột phá, mang lại lợi ích cho hầu hết các bên. Để cố gắng bắt kịp xu thế, Intel đã thâu tóm các startup thiết kế chip AI trong khi dành ra những nguồn lực riêng biệt để cải thiện hiệu quả năng lượng cho các sản phẩm dành cho điện toán đám mây, cũng như cung cấp khả năng tùy chỉnh thiết kế cho những khách hàng lớn nhất.

Nhưng ông Bathgate của NZS cho rằng, Intel sẽ gặp nhiều khó khăn để duy trì vị thế của mình. ” Nó là một vấn đề hiện hữu cho Intel “.