Công nghệ quang tử (photonics) – sử dụng ánh sáng để truyền dữ liệu – là một công nghệ mới nổi được xem là giải pháp thay thế hiệu quả hơn cho quy trình truyền dữ liệu hiện tại bằng điện. Việc truyền dữ liệu bằng điện tiêu tốn nhiều năng lượng hơn và càng bị xem là rào cản đối với việc mở rộng triển khai AI trên quy mô lớn.
Kể từ đầu tháng 3, Nvidia đã công bố đầu tư 2 tỷ USD vào Lumentum, Coherent và Marvell, tất cả đều đang phát triển công nghệ quang tử. Nvidia cũng cho biết sẽ đầu tư 500 triệu USD vào Corning để phát triển các giải pháp kết nối quang học tiên tiến, và tham gia vào vòng gọi vốn Series E trị giá 500 triệu USD của công ty khởi nghiệp quang học Ayer Labs.
“Công nghệ quang tử đại diện cho một cách để Nvidia mở rộng cơ sở hạ tầng AI mà không phải chịu chi phí năng lượng khi tiếp tục sử dụng điện và dây đồng…Bằng cách đầu tư vào các công ty quang học, Nvidia đang đảm bảo rằng những tiến bộ trong lĩnh vực quang học sẽ tiếp tục và điều này sẽ ngăn chặn các rào cản về khả năng mở rộng và hiệu suất nếu như vẫn dựa vào điện và cáp đồng”, Alvin Nguyen, nhà phân tích cấp cao tại Forrester cho biết.
Giải quyết các điểm nghẽn
Công nghệ quang học có thể được sử dụng trong cơ sở hạ tầng AI bằng cách sử dụng ánh sáng để truyền dữ liệu giữa các bộ xử lý đồ họa (GPU), bộ nhớ, chip mạng, máy chủ và trung tâm dữ liệu, thay vì chỉ dựa vào tín hiệu điện chạy dọc theo cáp đồng.
Theo Brian Colello, nhà phân tích cổ phiếu cấp cao tại Morningstar, mặc dù cáp đồng là tiêu chuẩn kết nối chính hiện nay do chi phí thấp hơn và độ tin cậy cao, nhưng công nghệ quang học sẽ trở nên nổi bật hơn trong cơ sở hạ tầng AI qua thời gian.
“Lộ trình của Nvidia về các giải pháp AI quy mô rack thế hệ tiếp theo sẽ yêu cầu lượng kết nối quang học ngày càng tăng để xử lý băng thông tăng theo cấp số nhân với các mô hình mới và mức sử dụng cao hơn”, ông cho biết.
Nvidia đã bắt đầu tích hợp một số công nghệ quang tử vào mảng giải pháp mạng, đồng thời công bố các công cụ mà họ cho biết sẽ giúp các nhà máy AI kết nối hàng triệu GPU giữa nhiều địa điểm khác nhau, trong khi vẫn cắt giảm mạnh mức tiêu thụ năng lượng và chi phí vận hành.
“Việc nhìn vào khâu sản xuất sẽ đi đến kết luận rằng chúng ta đang bắt đầu mở rộng quy mô công nghệ quang tử silicon”, CEO Nvidia Jensen Huang cho biết vào tháng 3.
“Điều đó có nghĩa là lượng công nghệ quang tử silicon mà chúng ta cần cao hơn đáng kể so với hiện nay trên thế giới…Vì vậy, chúng tôi hợp tác với chuỗi cung ứng để đảm bảo về việc có thể giúp họ xây dựng năng lực trước thời điểm đó”, ông cho biết.
Nvidia là một trong nhiều bên liên quan đến AI gần đây đang chuyển hướng đầu tư vào công nghệ quang tử.
Nhà sản xuất chip AMD đã tham gia cùng Nvidia trong vòng gọi vốn của Ayer Labs, cũng như mua lại công ty khởi nghiệp Enosemi vào năm 2025, cùng với việc đầu tư vốn vào Teramount và Celestial AI. Alphabet và Microsoft các quỹ đầu tư mạo hiểm đã hỗ trợ nEye trong vòng gọi vốn Series C trị giá 80 triệu USD vào tháng 4.
Tuy nhiên, việc triển khai công nghệ quang tử trên toàn bộ cơ sở hạ tầng AI ở quy mô lớn sẽ đi kèm với những thách thức riêng.
“Công nghệ thì tốt, nhưng quy mô sản xuất mới là vấn đề khó khăn hơn…Tỷ lệ sản xuất thành công đối với các cụm quang học đóng gói phức tạp vẫn là một thách thức vì việc căn chỉnh chính xác các thành phần quang học và silicon rất khắt khe, và khi có lỗi xảy ra trong quá trình đóng gói, cụm lắp ráp thường không thể sửa chữa lại được”, Nick Patience, trưởng bộ phận AI tại Futurum Group cho biết.
“Vì vậy, quá trình chuyển đổi đang diễn ra, nhưng vẫn còn sớm…Tôi dự đoán chúng ta sẽ thấy việc áp dụng quy mô lớn từ năm 2028 trở đi”, ông cho biết thêm.