Từ thời cổ đại, công nghệ và đổi mới đã là trung tâm của khả năng cạnh tranh quốc gia. Trong thời đại thông tin ngày nay, quy tắc này vẫn được áp dụng, đặc biệt là trong ngành công nghiệp máy tính. Trong vài thập kỷ qua, Trung Quốc đã có những bước đột phá đáng kể trong nhiều lĩnh vực công nghệ, từ sản xuất điện thoại di động đến truyền thông 5G đến trí tuệ nhân tạo. Tuy nhiên, trong lĩnh vực công nghiệp điện toán, đặc biệt là công nghệ chip, Trung Quốc vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức.
Tầm quan trọng của ngành công nghiệp máy tính là hiển nhiên, nó là nền tảng của công nghệ thông tin, cho dù đó là dữ liệu lớn, trí tuệ nhân tạo hay Internet of Things, nó không thể tách rời khỏi khả năng tính toán mạnh mẽ và ổn định. Tuy nhiên, đối với một quốc gia muốn có vị trí dẫn đầu trong công nghệ toàn cầu, chỉ dựa vào nguồn cung cấp sức mạnh tính toán bên ngoài là không đủ. Đặc biệt trong bối cảnh môi trường chính trị và kinh tế toàn cầu ngày càng phức tạp, phong tỏa công nghệ và ma sát thường xuyên, việc nội địa hóa ngành công nghiệp máy tính không chỉ liên quan đến sự độc lập về công nghệ, mà còn là chìa khóa cho an ninh quốc gia.
Bởi vì điều này, Trung Quốc đã cố gắng xây dựng ngành công nghiệp máy tính của riêng mình. Nhưng trên thực tế, mặc dù có tiến bộ tốt trong một số lĩnh vực phụ, nhưng nhìn chung, chúng ta vẫn phải đối mặt với những thách thức rất lớn. Trong đó, nổi bật nhất là độ trễ của công nghệ chip. Dù là điện thoại di động, máy chủ hay các ứng dụng trí tuệ nhân tạo, hầu hết các chip lõi hiện nay vẫn dựa vào các nhà sản xuất quốc tế, đặc biệt là Intel, AMD, NVIDIA, Qualcomm,...
Điều này đã thay đổi như thế nào? Có một con đường mới để đi? Đây chính xác là những gì bài viết này hy vọng sẽ khám phá.
**Sơ đồ trước - Cứng phía trước **
Trên con đường bắt kịp công nghệ trong quá khứ, chiến lược của Trung Quốc trong ngành công nghiệp chip có thể coi là "trực diện và khó khăn". Đây là cách làm trực tiếp và chủ động để bắt kịp, nhằm thu hẹp khoảng cách với trình độ tiên tiến toàn cầu càng sớm càng tốt. Một chiến lược như vậy có thể hiệu quả đối với một số ngành công nghiệp, nhưng trong lĩnh vực chip, những thách thức đặc biệt lớn.
Thành công của Huawei trong lĩnh vực CPU điện thoại di động đã tạo niềm tin lớn cho cộng đồng công nghệ trong nước. Chip dòng Kirin của họ không chỉ đạt được thị phần đáng kể ở thị trường nội địa mà thậm chí còn chứng tỏ khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trên thị trường quốc tế. Thành tựu này dường như chỉ ra rằng ngành công nghiệp chip của Trung Quốc sắp mở ra một bước ngoặt.
Nhưng khi chúng ta chuyển quan điểm của mình sang không gian máy chủ, mọi thứ rất khác. Tại thị trường này, Intel, AMD và NVIDIA vẫn chiếm vị trí thống trị tuyệt đối. Không chỉ hiệu suất và độ ổn định của chip được khách hàng công nhận, mà quan trọng hơn, việc tích lũy công nghệ và xây dựng sinh thái đằng sau hai công ty này khiến các đối thủ mới nổi khác khó có thể đến gần.
Cụ thể, có một số lý do cốt lõi cho việc này, bao gồm:
1. Khoảng cách rất lớn trong tích lũy công nghệ:
Intel, AMD và NVIDIA đã khám phá lĩnh vực chip trong hơn nhiều thập kỷ. Sự tích lũy công nghệ lâu dài này đã cho phép họ tích lũy kinh nghiệm phong phú trong thiết kế, thử nghiệm và sản xuất. Đối với các nhà sản xuất chip Trung Quốc mới bắt đầu, khoảng cách này không thể được thu hẹp trong một khoảng thời gian ngắn.
**2. Sự khác biệt rất lớn giữa R &D và đầu tư sản xuất: **
Đầu tư là một động lực quan trọng cho tiến bộ công nghệ, cho dù đó là nghiên cứu cơ bản hay thăm dò ứng dụng các công nghệ mới, nó đòi hỏi rất nhiều hỗ trợ tài chính. Intel, AMD và các khoản đầu tư khác vào lĩnh vực này chắc chắn nhiều hơn các nhà sản xuất chip trong nước. Điều này khiến các nhà sản xuất Trung Quốc gặp bất lợi đáng kể về tốc độ nghiên cứu và phát triển, cập nhật công nghệ và các ứng dụng sáng tạo.
3. Rào cản sinh thái trưởng thành:
Con chip không tồn tại trong sự cô lập, nó cần được kết hợp với các hệ thống phần cứng và phần mềm khác nhau. Intel, AMD, NVIDIA và các chip khác xung quanh hệ sinh thái phần mềm và phần cứng đã rất trưởng thành, từ hệ điều hành, khung phát triển, phần mềm trung gian đến các ứng dụng, đều có sự hỗ trợ phong phú. Nếu các nhà sản xuất Trung Quốc muốn thâm nhập thị trường này, họ không chỉ phải có sản phẩm cạnh tranh mà còn phải đối mặt với thách thức rất lớn trong việc tái thiết toàn bộ hệ sinh thái.
Đối mặt với ba vấn đề lớn này, con đường để bắt kịp ngành công nghiệp chip trong nước rõ ràng đầy những khúc quanh và ngã rẽ. Nhưng điều này không có nghĩa là chúng ta không có lối thoát, có lẽ chúng ta có thể suy nghĩ từ một góc độ khác và tìm ra con đường phát triển phù hợp hơn.
Một giải pháp khác - xây dựng lại toàn bộ hệ sinh thái điện toán dựa trên "đám mây"
Đối mặt với những hạn chế của một chiến lược cứng nhắc trực diện, ngành công nghiệp điện toán của Trung Quốc nên suy ngẫm: Liệu có một chiến lược nào có thể đạt được sự phát triển công nghệ nhanh chóng mà không cần va chạm trực tiếp với những gã khổng lồ toàn cầu? Câu trả lời là, có. Và câu trả lời này đến từ sự trỗi dậy nhanh chóng của công nghệ điện toán đám mây.
Điện toán đám mây đang cách mạng hóa bộ mặt của ngành công nghiệp điện toán. Nếu mô hình điện toán truyền thống là định hướng phần cứng, thì điện toán đám mây là định hướng dịch vụ, không chỉ cung cấp cho doanh nghiệp và người dùng các phương pháp tính toán hiệu quả và thuận tiện hơn, mà quan trọng hơn, nó cung cấp một ý tưởng mới cho ngành công nghiệp chip.
Cụ thể, dựa trên các chip nội địa của Huawei như HiSilicon, Loongson và Feiteng, kết hợp với phần cứng lưu trữ tốc độ cao và thiết bị mạng cấp trung tâm dữ liệu, một nhóm tài nguyên lưu trữ và tính toán cơ bản trong nước được xây dựng. Về phần mềm và kiến trúc hệ thống, các hệ điều hành dựa trên Linux có thể được sử dụng để đảm bảo tính tương thích và ổn định. Đồng thời, thông qua các công nghệ ảo hóa và container hóa như KVM, Docker và Kubernetes, nó cung cấp triển khai nhanh chóng, mở rộng quy mô linh hoạt và quản lý thuận tiện các nhóm tài nguyên máy tính.
Cốt lõi của ý tưởng này là tập hợp các nguồn lực. Trong điện toán truyền thống, một tác vụ cần được thực hiện bởi một hoặc một số chip mạnh, trong khi trong điện toán đám mây, nhiệm vụ này có thể được hoàn thành bởi nhiều chip với hiệu suất kém vượt trội hơn. Cách tiếp cận này giống như "ba mùi hôi thối ở phía trên", không còn tập trung vào hiệu suất của một con chip duy nhất, mà tập trung vào sức mạnh tính toán tổng thể, điều này chỉ phá vỡ sự thiếu khả năng kỹ thuật của chúng ta trong một con chip duy nhất. **
Đối với ngành công nghiệp chip của Trung Quốc, đây là một cơ hội rất lớn. Chúng ta không phải quá theo đuổi hiệu năng tuyệt đối của từng con chip, mà có thể tích hợp nhiều chip nội địa thông qua công nghệ để tạo thành một cụm máy tính mạnh mẽ. Ví dụ, hai hoặc ba chip HiSilicon, Loongson hoặc Feiteng của Huawei hoàn toàn có khả năng đáp ứng hoặc thậm chí vượt quá sức mạnh tính toán của một chip Intel.
Hơn nữa, cách tiếp cận này cung cấp cho chúng tôi cơ hội để hình dung lại trung tâm dữ liệu. Các trung tâm dữ liệu truyền thống thường dựa trên chip Intel, AMD và NVIDIA, nhưng trong mô hình điện toán đám mây, tình trạng này dự kiến sẽ bị phá vỡ. Giả sử trong một trung tâm dữ liệu, hoàn toàn có thể xây dựng một cụm máy tính tương đương với 1 triệu chip Intel với 2 triệu chip nội địa. Điều này không chỉ có nghĩa là giảm chi phí, mà quan trọng hơn, chúng tôi đã xây dựng thành công một nền tảng điện toán hoàn toàn dựa trên công nghệ trong nước.
Sự chuyển đổi này chắc chắn đã mở ra một đại dương xanh mới cho ngành công nghiệp điện toán của Trung Quốc. Chúng ta không còn đối đầu trong cùng một đấu trường với những gã khổng lồ toàn cầu, mà sử dụng những lợi thế của điện toán đám mây để phá vỡ ranh giới điện toán truyền thống, xây dựng một mô hình điện toán hoàn toàn khác và mở ra một chiến trường thứ hai.
Theo hướng này, chúng tôi dự kiến sẽ tránh xung đột trực diện với những gã khổng lồ toàn cầu, và thay vào đó xây dựng một hệ sinh thái điện toán hiệu quả, cạnh tranh và định hướng tương lai hơn thông qua đổi mới và tích hợp công nghệ.
Từ một góc độ khác, chúng ta tránh được lợi thế của những gã khổng lồ chip quốc tế, nhưng thay đổi chiến trường để đạt được "bạn đánh của bạn, tôi đánh của tôi".
Cách xây dựng cụm điện toán GPU trong nước
Với sự trỗi dậy của trí tuệ nhân tạo và dữ liệu lớn, GPU đã dần trở thành nguồn sức mạnh tính toán cốt lõi cho tính toán hiệu năng cao và học sâu. Vị thế độc quyền của NVIDIA trong lĩnh vực này khiến việc nội địa hóa trở nên cấp bách hơn. Trước khoảng cách quá lớn về công nghệ và hiệu năng, liệu con đường GPU trong nước cũng có thể gia tăng thị phần tại thị trường trong và ngoài nước thông qua điện toán đám mây như CPU?
Trí tuệ nhân tạo, đặc biệt là đào tạo các mô hình lớn, đòi hỏi sức mạnh tính toán rất lớn. Mỗi đột phá đổi mới thường đòi hỏi một lượng lớn dữ liệu để đào tạo và tối ưu hóa. GPU đơn truyền thống rất khó đáp ứng nhu cầu điện toán hiện tại và GPU hiệu năng cao của các nhà sản xuất quốc tế như NVIDIA đang phải đối mặt với những thách thức lớn do giá cao và sự không chắc chắn của chuỗi cung ứng.
Trong bối cảnh đó, việc phát triển GPU trong nước là đặc biệt quan trọng. Mặc dù công nghệ và hiệu năng hiện tại vẫn còn cách xa NVIDIA, nhưng điều này không có nghĩa là chúng ta không có cách nào để bắt đầu xây dựng các cụm điện toán GPU hiệu năng cao. Như chúng tôi đã làm trong lĩnh vực CPU, công nghệ tổng hợp tài nguyên điện toán đám mây cung cấp cho chúng tôi các giải pháp mới.
Thông qua việc tổng hợp tài nguyên, chúng ta có thể tập hợp nhiều GPU trong nước với hiệu suất kém hơn một chút lại với nhau để tạo thành một cụm máy tính mạnh mẽ. Điều này không chỉ có thể đáp ứng các yêu cầu về sức mạnh tính toán của đào tạo mô hình quy mô lớn mà còn giảm hiệu quả chi phí tổng thể và nâng cao hiệu quả tính toán. Chiến lược "số lượng cho chất lượng" này có thể "mua" GPU trong nước đến thời điểm phát triển và tối ưu hóa, để chúng có thể thu hẹp dần khoảng cách công nghệ với NVIDIA.
Ngoài ra, việc xây dựng các cụm máy tính dựa trên GPU trong nước cũng cung cấp một không gian phát triển rộng hơn cho các hệ sinh thái phần mềm và phần cứng liên quan. Chúng ta có thể bắt đầu từ lớp dưới cùng và tối ưu hóa hệ điều hành, trình điều khiển, trình biên dịch và thậm chí cả khung học sâu phía trên để thích ứng tốt hơn với các đặc tính của GPU trong nước. Đồng thời, phương pháp tính toán song song đa GPU này cũng sẽ mang lại những thách thức và cơ hội mới cho các nhà nghiên cứu thuật toán và thúc đẩy sự đổi mới hơn nữa của các thuật toán.
**Dựa trên 5G + máy tính để bàn đám mây, dự kiến sẽ tái tạo lại mô hình sức mạnh tính toán trong lĩnh vực PC và điện thoại di động **
Hiện nay, điện toán đám mây chủ yếu thay đổi chế độ cung cấp năng lượng điện toán phía máy chủ, trong máy tính cá nhân, điện thoại thông minh và các thiết bị đầu cuối thông minh khác, hoặc một chip duy nhất để cung cấp sức mạnh tính toán, vai trò của điện toán đám mây là không rõ ràng.
Tuy nhiên, toàn bộ hệ thống mạng truyền thông được xây dựng trên mạng 5G được kỳ vọng sẽ mở ra sức mạnh tính toán của "đám mây" và thiết bị đầu cuối. Sức mạnh tính toán của cụm điện toán máy chủ đám mây được cung cấp trực tiếp cho các thiết bị đầu cuối thông minh như PC và điện thoại thông minh theo thời gian thực thông qua mạng 5G.
Rõ ràng, 5G không chỉ là một cải tiến về tốc độ truyền thông mà còn mang lại độ trễ thấp, băng thông cao và kết nối lớn, cung cấp khả năng chưa từng có cho sức mạnh điện toán đám mây để "đầu vào" cho thiết bị đầu cuối. Trước đây, điện toán đám mây chưa để lại dấu ấn đáng kể trên các thiết bị thông minh, chủ yếu là do băng thông giới hạn ứng dụng của nó trên thiết bị di động. Nhưng với việc triển khai rộng rãi 5G và sự tăng tốc liên tục của mạng 5G, tất cả điều này sẽ khác.
Dưới hiệu ứng phụ gia của 5G và công nghệ máy tính để bàn đám mây, chúng ta sắp bước vào một kỷ nguyên kỹ thuật số đột phá. Cuộc cách mạng lớn nhất do sự kết hợp này mang lại là định hình lại cơ bản định nghĩa về thiết bị đầu cuối thông minh. Chúng không còn là một trung tâm cho điện toán độc lập, mà là một cổng và mở rộng tài nguyên đám mây.
Khi các thiết bị đầu cuối thông minh chỉ được sử dụng làm giao diện đầu vào và đầu ra, quy trình thiết kế và sản xuất của chúng thay đổi đáng kể. Các thiết bị đầu cuối không còn yêu cầu hệ thống làm mát phức tạp, pin dung lượng cao hoặc bộ lưu trữ dung lượng cao, có nghĩa là chúng tôi có thể tạo ra các thiết bị mỏng hơn, lâu dài hơn và di động hơn để nâng cao hơn nữa tính di động và trải nghiệm của người dùng. Không chỉ vậy, do loại bỏ các chip hiệu suất cao đắt tiền, chi phí sản xuất thiết bị đầu cuối thông minh sẽ giảm đáng kể, để nhiều người tiêu dùng có thể tận hưởng các dịch vụ kỹ thuật số tiên tiến.
Hơn nữa, khi phần cứng không còn bị ràng buộc bởi điện toán hiệu suất cao, các nhà thiết kế có thể tập trung nhiều hơn vào tương tác người dùng, đổi mới hình thức thiết bị và mở rộng chức năng. Các thiết bị thông minh trong tương lai không giới hạn ở điện thoại di động, máy tính bảng và máy tính xách tay hiện có, mà còn có thể xuất hiện với các loại thiết bị hoàn toàn mới, chẳng hạn như kính thông minh, thiết bị đeo được hoặc các thiết bị thực tế tăng cường khác.
Khi công nghệ máy tính để bàn đám mây trưởng thành, cấu trúc năng lượng của nguồn cung chip toàn cầu có thể phải đối mặt với sự gián đoạn. Trong quá khứ, hiệu suất mạnh mẽ của phần cứng phần lớn quyết định sức mạnh tính toán của các thiết bị đầu cuối, và Intel và Qualcomm đã thiết lập một vị trí không thể lay chuyển trong thị trường PC và điện thoại thông minh. Nhưng khi điện toán dần chuyển sang đám mây, điều đó bắt đầu thay đổi.
Sự thay đổi này mang đến cơ hội hiếm có cho các nhà sản xuất chip trong nước thoát khỏi những nhược điểm công nghệ lâu đời và thiết lập hình ảnh thương hiệu và vị thế thị trường mới. "Ba mùi hôi thối trong nước" trên đám mây có thể đáng giá một "Zhuge Liang nước ngoài" tại nhà ga.
Tất nhiên, như một giải pháp chuyển tiếp, sức mạnh tính toán có thể được phân chia giữa các thiết bị đầu cuối thông minh như máy tính và điện thoại di động và máy chủ đám mây, ** hầu hết sức mạnh tính toán được đặt trong đám mây và chỉ một phần nhỏ sức mạnh tính toán được giữ lại trong thiết bị đầu cuối. Bằng cách này, việc đặt một con chip trong nước có hiệu suất kém trên thiết bị đầu cuối là đủ để đáp ứng nhu cầu sử dụng.
Để hiện thực hóa ý tưởng này, vẫn còn nhiều cách để thực hiện
Cần phải chỉ ra rằng chương trình công nghiệp điện toán trong nước dựa trên điện toán đám mây mà chúng tôi đã đưa ra ở trên vẫn còn một chặng đường dài để đi đến vùng đất thực sự. Xây dựng một cụm máy tính hiệu năng cao dựa trên chip nội địa không chỉ là "nối" phần cứng, mà là một cuộc chiến toàn diện liên quan đến phần cứng, phần mềm, mạng và lưu trữ.
Từ điện thoại di động, TV đến ô tô, chúng ta có thể thấy rằng sự thành công của bất kỳ sản phẩm nào cũng cần một hệ sinh thái âm thanh để hỗ trợ nó. Đối với các cụm máy tính, hệ sinh thái phức tạp hơn. Vậy, làm thế nào để bạn biến ý tưởng này thành hiện thực? Nhìn chung, nó đòi hỏi nỗ lực gấp ba lần về công nghệ, sinh thái và thị trường.
** Các khía cạnh kỹ thuật - không phải là một chồng chip đơn giản **
Mặc dù kết hợp nhiều chip trong nước có thể cung cấp sức mạnh tính toán đáng kể, nhưng điều này không có nghĩa là chỉ đơn giản là chồng lên nhau có thể đạt được hiệu quả mong muốn. Ví dụ, chi phí giao tiếp giữa nhiều chip có thể là đáng kể, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý song song tổng thể. Đồng thời, khả năng tương tác giữa các phần cứng cũng là một thách thức rất lớn và làm thế nào để đảm bảo rằng mỗi thành phần có thể phát huy hiệu quả tối đa của nó, thay vì trở thành nút cổ chai cho các thành phần khác, là một vấn đề tính toán phải đối mặt.
Sinh thái phần mềm - Linh hồn của các cụm máy tính
Tuy nhiên, nó không đủ để giải quyết vấn đề trong phần cứng. Phần mềm là linh hồn của một hệ thống. Chúng ta cần xây dựng một hệ sinh thái phần mềm và phần cứng hoàn chỉnh dựa trên các cụm máy tính trong nước. Điều này có nghĩa là phát triển một hệ điều hành điện toán đám mây mới, không chỉ cần tương thích với các ứng dụng phần mềm hiện có mà còn có thể tối đa hóa các đặc tính của chip trong nước. Đồng thời, chúng ta cũng cần phát triển một hệ sinh thái thích hợp của phần mềm trung gian, cơ sở dữ liệu và phần mềm ứng dụng để đảm bảo rằng tất cả những điều này có thể hoạt động liền mạch trong môi trường cục bộ.
** Tàu phá băng thị trường - Bắt đầu bánh đà lặp lại **
Cuối cùng, sự thành công của một công nghệ phụ thuộc vào hiệu suất của nó trên thị trường. Nếu một công nghệ tốt không được thị trường công nhận, cuối cùng nó sẽ không tồn tại. Do đó, đối với cụm máy tính trong nước, bài kiểm tra thực sự là làm thế nào để đưa nó ra thị trường và để nhiều người dùng trải nghiệm giá trị mà nó mang lại. Điều này đòi hỏi các ứng dụng định hướng thị trường quy mô lớn, lặp lại và cải tiến liên tục thông qua các ứng dụng thực tế, để giải quyết những thiếu sót và vấn đề tiếp xúc, và trong quá trình giảm chi phí và liên tục cải thiện mức độ dịch vụ của mình.
Ở trên, chúng tôi đã tiến hành thảo luận chuyên sâu về nội địa hóa ngành công nghiệp điện toán của Trung Quốc và đề xuất một hướng đi mới để xây dựng các cụm điện toán trong nước dựa trên điện toán đám mây. Cần chỉ ra rằng sơ đồ này không được bản địa hóa vì mục đích nội địa hóa, mà là một động thái đi theo xu hướng chuyển đổi ngành công nghiệp điện toán toàn cầu, đại diện cho hướng phát triển trong tương lai của ngành công nghiệp điện toán toàn cầu. **
Cụm điện toán trong nước được xây dựng dựa trên điện toán đám mây tận dụng xu hướng chung của ngành điện toán toàn cầu để đám mây hóa và phân cụm, nắm bắt ý tưởng cốt lõi về tổng hợp tài nguyên điện toán đám mây và tích hợp hiệu quả, đồng thời tránh thành công cuộc cạnh tranh trực tiếp với các gã khổng lồ quốc tế. Đây là một chiến lược đi theo xu hướng và tận dụng tối đa công nghệ và nguồn lực trong nước mà chúng ta đã có, giải phóng tiềm năng lớn hơn.
Nhìn về phía trước, chiến lược này chắc chắn sẽ hỗ trợ mạnh mẽ cho việc nội địa hóa ngành công nghiệp điện toán của Trung Quốc. Với sự lặp lại liên tục của công nghệ và sự mở rộng dần dần của thị trường, chúng tôi tự tin rằng chúng ta sẽ thấy một hệ sinh thái ngành công nghiệp máy tính hoàn toàn mới dựa trên công nghệ trong nước dần dần hình thành. Điều này sẽ không chỉ đẩy nhanh quá trình nội địa hóa ngành công nghiệp điện toán của Trung Quốc, mà còn có nhiều khả năng xác định lại mô hình của ngành công nghiệp điện toán toàn cầu và đưa Trung Quốc trở thành người dẫn đầu trong lĩnh vực này.
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
Kiểm tra lại chip từ góc độ của các cụm máy tính!
Nguồn bài viết: Data Ape
Tác giả: A Smoke Rain
Từ thời cổ đại, công nghệ và đổi mới đã là trung tâm của khả năng cạnh tranh quốc gia. Trong thời đại thông tin ngày nay, quy tắc này vẫn được áp dụng, đặc biệt là trong ngành công nghiệp máy tính. Trong vài thập kỷ qua, Trung Quốc đã có những bước đột phá đáng kể trong nhiều lĩnh vực công nghệ, từ sản xuất điện thoại di động đến truyền thông 5G đến trí tuệ nhân tạo. Tuy nhiên, trong lĩnh vực công nghiệp điện toán, đặc biệt là công nghệ chip, Trung Quốc vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức.
Tầm quan trọng của ngành công nghiệp máy tính là hiển nhiên, nó là nền tảng của công nghệ thông tin, cho dù đó là dữ liệu lớn, trí tuệ nhân tạo hay Internet of Things, nó không thể tách rời khỏi khả năng tính toán mạnh mẽ và ổn định. Tuy nhiên, đối với một quốc gia muốn có vị trí dẫn đầu trong công nghệ toàn cầu, chỉ dựa vào nguồn cung cấp sức mạnh tính toán bên ngoài là không đủ. Đặc biệt trong bối cảnh môi trường chính trị và kinh tế toàn cầu ngày càng phức tạp, phong tỏa công nghệ và ma sát thường xuyên, việc nội địa hóa ngành công nghiệp máy tính không chỉ liên quan đến sự độc lập về công nghệ, mà còn là chìa khóa cho an ninh quốc gia.
Bởi vì điều này, Trung Quốc đã cố gắng xây dựng ngành công nghiệp máy tính của riêng mình. Nhưng trên thực tế, mặc dù có tiến bộ tốt trong một số lĩnh vực phụ, nhưng nhìn chung, chúng ta vẫn phải đối mặt với những thách thức rất lớn. Trong đó, nổi bật nhất là độ trễ của công nghệ chip. Dù là điện thoại di động, máy chủ hay các ứng dụng trí tuệ nhân tạo, hầu hết các chip lõi hiện nay vẫn dựa vào các nhà sản xuất quốc tế, đặc biệt là Intel, AMD, NVIDIA, Qualcomm,...
Điều này đã thay đổi như thế nào? Có một con đường mới để đi? Đây chính xác là những gì bài viết này hy vọng sẽ khám phá.
**Sơ đồ trước - Cứng phía trước **
Trên con đường bắt kịp công nghệ trong quá khứ, chiến lược của Trung Quốc trong ngành công nghiệp chip có thể coi là "trực diện và khó khăn". Đây là cách làm trực tiếp và chủ động để bắt kịp, nhằm thu hẹp khoảng cách với trình độ tiên tiến toàn cầu càng sớm càng tốt. Một chiến lược như vậy có thể hiệu quả đối với một số ngành công nghiệp, nhưng trong lĩnh vực chip, những thách thức đặc biệt lớn.
Thành công của Huawei trong lĩnh vực CPU điện thoại di động đã tạo niềm tin lớn cho cộng đồng công nghệ trong nước. Chip dòng Kirin của họ không chỉ đạt được thị phần đáng kể ở thị trường nội địa mà thậm chí còn chứng tỏ khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trên thị trường quốc tế. Thành tựu này dường như chỉ ra rằng ngành công nghiệp chip của Trung Quốc sắp mở ra một bước ngoặt.
Nhưng khi chúng ta chuyển quan điểm của mình sang không gian máy chủ, mọi thứ rất khác. Tại thị trường này, Intel, AMD và NVIDIA vẫn chiếm vị trí thống trị tuyệt đối. Không chỉ hiệu suất và độ ổn định của chip được khách hàng công nhận, mà quan trọng hơn, việc tích lũy công nghệ và xây dựng sinh thái đằng sau hai công ty này khiến các đối thủ mới nổi khác khó có thể đến gần.
Cụ thể, có một số lý do cốt lõi cho việc này, bao gồm:
1. Khoảng cách rất lớn trong tích lũy công nghệ:
Intel, AMD và NVIDIA đã khám phá lĩnh vực chip trong hơn nhiều thập kỷ. Sự tích lũy công nghệ lâu dài này đã cho phép họ tích lũy kinh nghiệm phong phú trong thiết kế, thử nghiệm và sản xuất. Đối với các nhà sản xuất chip Trung Quốc mới bắt đầu, khoảng cách này không thể được thu hẹp trong một khoảng thời gian ngắn.
**2. Sự khác biệt rất lớn giữa R &D và đầu tư sản xuất: **
Đầu tư là một động lực quan trọng cho tiến bộ công nghệ, cho dù đó là nghiên cứu cơ bản hay thăm dò ứng dụng các công nghệ mới, nó đòi hỏi rất nhiều hỗ trợ tài chính. Intel, AMD và các khoản đầu tư khác vào lĩnh vực này chắc chắn nhiều hơn các nhà sản xuất chip trong nước. Điều này khiến các nhà sản xuất Trung Quốc gặp bất lợi đáng kể về tốc độ nghiên cứu và phát triển, cập nhật công nghệ và các ứng dụng sáng tạo.
3. Rào cản sinh thái trưởng thành:
Con chip không tồn tại trong sự cô lập, nó cần được kết hợp với các hệ thống phần cứng và phần mềm khác nhau. Intel, AMD, NVIDIA và các chip khác xung quanh hệ sinh thái phần mềm và phần cứng đã rất trưởng thành, từ hệ điều hành, khung phát triển, phần mềm trung gian đến các ứng dụng, đều có sự hỗ trợ phong phú. Nếu các nhà sản xuất Trung Quốc muốn thâm nhập thị trường này, họ không chỉ phải có sản phẩm cạnh tranh mà còn phải đối mặt với thách thức rất lớn trong việc tái thiết toàn bộ hệ sinh thái.
Đối mặt với ba vấn đề lớn này, con đường để bắt kịp ngành công nghiệp chip trong nước rõ ràng đầy những khúc quanh và ngã rẽ. Nhưng điều này không có nghĩa là chúng ta không có lối thoát, có lẽ chúng ta có thể suy nghĩ từ một góc độ khác và tìm ra con đường phát triển phù hợp hơn.
Một giải pháp khác - xây dựng lại toàn bộ hệ sinh thái điện toán dựa trên "đám mây"
Đối mặt với những hạn chế của một chiến lược cứng nhắc trực diện, ngành công nghiệp điện toán của Trung Quốc nên suy ngẫm: Liệu có một chiến lược nào có thể đạt được sự phát triển công nghệ nhanh chóng mà không cần va chạm trực tiếp với những gã khổng lồ toàn cầu? Câu trả lời là, có. Và câu trả lời này đến từ sự trỗi dậy nhanh chóng của công nghệ điện toán đám mây.
Điện toán đám mây đang cách mạng hóa bộ mặt của ngành công nghiệp điện toán. Nếu mô hình điện toán truyền thống là định hướng phần cứng, thì điện toán đám mây là định hướng dịch vụ, không chỉ cung cấp cho doanh nghiệp và người dùng các phương pháp tính toán hiệu quả và thuận tiện hơn, mà quan trọng hơn, nó cung cấp một ý tưởng mới cho ngành công nghiệp chip.
Cụ thể, dựa trên các chip nội địa của Huawei như HiSilicon, Loongson và Feiteng, kết hợp với phần cứng lưu trữ tốc độ cao và thiết bị mạng cấp trung tâm dữ liệu, một nhóm tài nguyên lưu trữ và tính toán cơ bản trong nước được xây dựng. Về phần mềm và kiến trúc hệ thống, các hệ điều hành dựa trên Linux có thể được sử dụng để đảm bảo tính tương thích và ổn định. Đồng thời, thông qua các công nghệ ảo hóa và container hóa như KVM, Docker và Kubernetes, nó cung cấp triển khai nhanh chóng, mở rộng quy mô linh hoạt và quản lý thuận tiện các nhóm tài nguyên máy tính.
Đối với ngành công nghiệp chip của Trung Quốc, đây là một cơ hội rất lớn. Chúng ta không phải quá theo đuổi hiệu năng tuyệt đối của từng con chip, mà có thể tích hợp nhiều chip nội địa thông qua công nghệ để tạo thành một cụm máy tính mạnh mẽ. Ví dụ, hai hoặc ba chip HiSilicon, Loongson hoặc Feiteng của Huawei hoàn toàn có khả năng đáp ứng hoặc thậm chí vượt quá sức mạnh tính toán của một chip Intel.
Hơn nữa, cách tiếp cận này cung cấp cho chúng tôi cơ hội để hình dung lại trung tâm dữ liệu. Các trung tâm dữ liệu truyền thống thường dựa trên chip Intel, AMD và NVIDIA, nhưng trong mô hình điện toán đám mây, tình trạng này dự kiến sẽ bị phá vỡ. Giả sử trong một trung tâm dữ liệu, hoàn toàn có thể xây dựng một cụm máy tính tương đương với 1 triệu chip Intel với 2 triệu chip nội địa. Điều này không chỉ có nghĩa là giảm chi phí, mà quan trọng hơn, chúng tôi đã xây dựng thành công một nền tảng điện toán hoàn toàn dựa trên công nghệ trong nước.
Sự chuyển đổi này chắc chắn đã mở ra một đại dương xanh mới cho ngành công nghiệp điện toán của Trung Quốc. Chúng ta không còn đối đầu trong cùng một đấu trường với những gã khổng lồ toàn cầu, mà sử dụng những lợi thế của điện toán đám mây để phá vỡ ranh giới điện toán truyền thống, xây dựng một mô hình điện toán hoàn toàn khác và mở ra một chiến trường thứ hai.
Theo hướng này, chúng tôi dự kiến sẽ tránh xung đột trực diện với những gã khổng lồ toàn cầu, và thay vào đó xây dựng một hệ sinh thái điện toán hiệu quả, cạnh tranh và định hướng tương lai hơn thông qua đổi mới và tích hợp công nghệ.
Từ một góc độ khác, chúng ta tránh được lợi thế của những gã khổng lồ chip quốc tế, nhưng thay đổi chiến trường để đạt được "bạn đánh của bạn, tôi đánh của tôi".
Cách xây dựng cụm điện toán GPU trong nước
Với sự trỗi dậy của trí tuệ nhân tạo và dữ liệu lớn, GPU đã dần trở thành nguồn sức mạnh tính toán cốt lõi cho tính toán hiệu năng cao và học sâu. Vị thế độc quyền của NVIDIA trong lĩnh vực này khiến việc nội địa hóa trở nên cấp bách hơn. Trước khoảng cách quá lớn về công nghệ và hiệu năng, liệu con đường GPU trong nước cũng có thể gia tăng thị phần tại thị trường trong và ngoài nước thông qua điện toán đám mây như CPU?
Trí tuệ nhân tạo, đặc biệt là đào tạo các mô hình lớn, đòi hỏi sức mạnh tính toán rất lớn. Mỗi đột phá đổi mới thường đòi hỏi một lượng lớn dữ liệu để đào tạo và tối ưu hóa. GPU đơn truyền thống rất khó đáp ứng nhu cầu điện toán hiện tại và GPU hiệu năng cao của các nhà sản xuất quốc tế như NVIDIA đang phải đối mặt với những thách thức lớn do giá cao và sự không chắc chắn của chuỗi cung ứng.
Trong bối cảnh đó, việc phát triển GPU trong nước là đặc biệt quan trọng. Mặc dù công nghệ và hiệu năng hiện tại vẫn còn cách xa NVIDIA, nhưng điều này không có nghĩa là chúng ta không có cách nào để bắt đầu xây dựng các cụm điện toán GPU hiệu năng cao. Như chúng tôi đã làm trong lĩnh vực CPU, công nghệ tổng hợp tài nguyên điện toán đám mây cung cấp cho chúng tôi các giải pháp mới.
Ngoài ra, việc xây dựng các cụm máy tính dựa trên GPU trong nước cũng cung cấp một không gian phát triển rộng hơn cho các hệ sinh thái phần mềm và phần cứng liên quan. Chúng ta có thể bắt đầu từ lớp dưới cùng và tối ưu hóa hệ điều hành, trình điều khiển, trình biên dịch và thậm chí cả khung học sâu phía trên để thích ứng tốt hơn với các đặc tính của GPU trong nước. Đồng thời, phương pháp tính toán song song đa GPU này cũng sẽ mang lại những thách thức và cơ hội mới cho các nhà nghiên cứu thuật toán và thúc đẩy sự đổi mới hơn nữa của các thuật toán.
**Dựa trên 5G + máy tính để bàn đám mây, dự kiến sẽ tái tạo lại mô hình sức mạnh tính toán trong lĩnh vực PC và điện thoại di động **
Hiện nay, điện toán đám mây chủ yếu thay đổi chế độ cung cấp năng lượng điện toán phía máy chủ, trong máy tính cá nhân, điện thoại thông minh và các thiết bị đầu cuối thông minh khác, hoặc một chip duy nhất để cung cấp sức mạnh tính toán, vai trò của điện toán đám mây là không rõ ràng.
Tuy nhiên, toàn bộ hệ thống mạng truyền thông được xây dựng trên mạng 5G được kỳ vọng sẽ mở ra sức mạnh tính toán của "đám mây" và thiết bị đầu cuối. Sức mạnh tính toán của cụm điện toán máy chủ đám mây được cung cấp trực tiếp cho các thiết bị đầu cuối thông minh như PC và điện thoại thông minh theo thời gian thực thông qua mạng 5G.
Dưới hiệu ứng phụ gia của 5G và công nghệ máy tính để bàn đám mây, chúng ta sắp bước vào một kỷ nguyên kỹ thuật số đột phá. Cuộc cách mạng lớn nhất do sự kết hợp này mang lại là định hình lại cơ bản định nghĩa về thiết bị đầu cuối thông minh. Chúng không còn là một trung tâm cho điện toán độc lập, mà là một cổng và mở rộng tài nguyên đám mây.
Khi các thiết bị đầu cuối thông minh chỉ được sử dụng làm giao diện đầu vào và đầu ra, quy trình thiết kế và sản xuất của chúng thay đổi đáng kể. Các thiết bị đầu cuối không còn yêu cầu hệ thống làm mát phức tạp, pin dung lượng cao hoặc bộ lưu trữ dung lượng cao, có nghĩa là chúng tôi có thể tạo ra các thiết bị mỏng hơn, lâu dài hơn và di động hơn để nâng cao hơn nữa tính di động và trải nghiệm của người dùng. Không chỉ vậy, do loại bỏ các chip hiệu suất cao đắt tiền, chi phí sản xuất thiết bị đầu cuối thông minh sẽ giảm đáng kể, để nhiều người tiêu dùng có thể tận hưởng các dịch vụ kỹ thuật số tiên tiến.
Hơn nữa, khi phần cứng không còn bị ràng buộc bởi điện toán hiệu suất cao, các nhà thiết kế có thể tập trung nhiều hơn vào tương tác người dùng, đổi mới hình thức thiết bị và mở rộng chức năng. Các thiết bị thông minh trong tương lai không giới hạn ở điện thoại di động, máy tính bảng và máy tính xách tay hiện có, mà còn có thể xuất hiện với các loại thiết bị hoàn toàn mới, chẳng hạn như kính thông minh, thiết bị đeo được hoặc các thiết bị thực tế tăng cường khác.
Sự thay đổi này mang đến cơ hội hiếm có cho các nhà sản xuất chip trong nước thoát khỏi những nhược điểm công nghệ lâu đời và thiết lập hình ảnh thương hiệu và vị thế thị trường mới. "Ba mùi hôi thối trong nước" trên đám mây có thể đáng giá một "Zhuge Liang nước ngoài" tại nhà ga.
Tất nhiên, như một giải pháp chuyển tiếp, sức mạnh tính toán có thể được phân chia giữa các thiết bị đầu cuối thông minh như máy tính và điện thoại di động và máy chủ đám mây, ** hầu hết sức mạnh tính toán được đặt trong đám mây và chỉ một phần nhỏ sức mạnh tính toán được giữ lại trong thiết bị đầu cuối. Bằng cách này, việc đặt một con chip trong nước có hiệu suất kém trên thiết bị đầu cuối là đủ để đáp ứng nhu cầu sử dụng.
Để hiện thực hóa ý tưởng này, vẫn còn nhiều cách để thực hiện
Cần phải chỉ ra rằng chương trình công nghiệp điện toán trong nước dựa trên điện toán đám mây mà chúng tôi đã đưa ra ở trên vẫn còn một chặng đường dài để đi đến vùng đất thực sự. Xây dựng một cụm máy tính hiệu năng cao dựa trên chip nội địa không chỉ là "nối" phần cứng, mà là một cuộc chiến toàn diện liên quan đến phần cứng, phần mềm, mạng và lưu trữ.
Từ điện thoại di động, TV đến ô tô, chúng ta có thể thấy rằng sự thành công của bất kỳ sản phẩm nào cũng cần một hệ sinh thái âm thanh để hỗ trợ nó. Đối với các cụm máy tính, hệ sinh thái phức tạp hơn. Vậy, làm thế nào để bạn biến ý tưởng này thành hiện thực? Nhìn chung, nó đòi hỏi nỗ lực gấp ba lần về công nghệ, sinh thái và thị trường.
** Các khía cạnh kỹ thuật - không phải là một chồng chip đơn giản **
Mặc dù kết hợp nhiều chip trong nước có thể cung cấp sức mạnh tính toán đáng kể, nhưng điều này không có nghĩa là chỉ đơn giản là chồng lên nhau có thể đạt được hiệu quả mong muốn. Ví dụ, chi phí giao tiếp giữa nhiều chip có thể là đáng kể, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý song song tổng thể. Đồng thời, khả năng tương tác giữa các phần cứng cũng là một thách thức rất lớn và làm thế nào để đảm bảo rằng mỗi thành phần có thể phát huy hiệu quả tối đa của nó, thay vì trở thành nút cổ chai cho các thành phần khác, là một vấn đề tính toán phải đối mặt.
Sinh thái phần mềm - Linh hồn của các cụm máy tính
Tuy nhiên, nó không đủ để giải quyết vấn đề trong phần cứng. Phần mềm là linh hồn của một hệ thống. Chúng ta cần xây dựng một hệ sinh thái phần mềm và phần cứng hoàn chỉnh dựa trên các cụm máy tính trong nước. Điều này có nghĩa là phát triển một hệ điều hành điện toán đám mây mới, không chỉ cần tương thích với các ứng dụng phần mềm hiện có mà còn có thể tối đa hóa các đặc tính của chip trong nước. Đồng thời, chúng ta cũng cần phát triển một hệ sinh thái thích hợp của phần mềm trung gian, cơ sở dữ liệu và phần mềm ứng dụng để đảm bảo rằng tất cả những điều này có thể hoạt động liền mạch trong môi trường cục bộ.
** Tàu phá băng thị trường - Bắt đầu bánh đà lặp lại **
Cuối cùng, sự thành công của một công nghệ phụ thuộc vào hiệu suất của nó trên thị trường. Nếu một công nghệ tốt không được thị trường công nhận, cuối cùng nó sẽ không tồn tại. Do đó, đối với cụm máy tính trong nước, bài kiểm tra thực sự là làm thế nào để đưa nó ra thị trường và để nhiều người dùng trải nghiệm giá trị mà nó mang lại. Điều này đòi hỏi các ứng dụng định hướng thị trường quy mô lớn, lặp lại và cải tiến liên tục thông qua các ứng dụng thực tế, để giải quyết những thiếu sót và vấn đề tiếp xúc, và trong quá trình giảm chi phí và liên tục cải thiện mức độ dịch vụ của mình.
Ở trên, chúng tôi đã tiến hành thảo luận chuyên sâu về nội địa hóa ngành công nghiệp điện toán của Trung Quốc và đề xuất một hướng đi mới để xây dựng các cụm điện toán trong nước dựa trên điện toán đám mây. Cần chỉ ra rằng sơ đồ này không được bản địa hóa vì mục đích nội địa hóa, mà là một động thái đi theo xu hướng chuyển đổi ngành công nghiệp điện toán toàn cầu, đại diện cho hướng phát triển trong tương lai của ngành công nghiệp điện toán toàn cầu. **
Cụm điện toán trong nước được xây dựng dựa trên điện toán đám mây tận dụng xu hướng chung của ngành điện toán toàn cầu để đám mây hóa và phân cụm, nắm bắt ý tưởng cốt lõi về tổng hợp tài nguyên điện toán đám mây và tích hợp hiệu quả, đồng thời tránh thành công cuộc cạnh tranh trực tiếp với các gã khổng lồ quốc tế. Đây là một chiến lược đi theo xu hướng và tận dụng tối đa công nghệ và nguồn lực trong nước mà chúng ta đã có, giải phóng tiềm năng lớn hơn.
Nhìn về phía trước, chiến lược này chắc chắn sẽ hỗ trợ mạnh mẽ cho việc nội địa hóa ngành công nghiệp điện toán của Trung Quốc. Với sự lặp lại liên tục của công nghệ và sự mở rộng dần dần của thị trường, chúng tôi tự tin rằng chúng ta sẽ thấy một hệ sinh thái ngành công nghiệp máy tính hoàn toàn mới dựa trên công nghệ trong nước dần dần hình thành. Điều này sẽ không chỉ đẩy nhanh quá trình nội địa hóa ngành công nghiệp điện toán của Trung Quốc, mà còn có nhiều khả năng xác định lại mô hình của ngành công nghiệp điện toán toàn cầu và đưa Trung Quốc trở thành người dẫn đầu trong lĩnh vực này.