Cuộc đua điện toán không gian: Mặt trận mới trong cạnh tranh AI giữa Trung Quốc và Mỹ

Khi Elon Musk công bố kế hoạch triển khai tới một triệu vệ tinh trung tâm dữ liệu lên quỹ đạo, cuộc đua AI giữa Mỹ và Trung Quốc cũng mở sang một mặt trận mới: điện toán không gian - giải pháp được kỳ vọng giúp vượt qua những giới hạn về hạ tầng và năng lượng của AI trên Trái đất…

Hình ảnh Trái đất, một phần bị Mặt trăng che khuất, được chụp từ tàu vũ trụ Orion. Điện toán không gian đang được xem là giải pháp mới cho hạ tầng AI. Ảnh: Reuters

Trong bối cảnh nhu cầu tính toán của trí tuệ nhân tạo (AI) ngày càng gia tăng, Mỹ và Trung Quốc đang hướng sự chú ý lên không gian như một giải pháp cho những giới hạn về hạ tầng trên Trái đất. Từ kế hoạch triển khai hàng triệu vệ tinh trung tâm dữ liệu của SpaceX đến tham vọng xây dựng mạng lưới điện toán quỹ đạo của Trung Quốc, cuộc cạnh tranh AI giữa hai nền kinh tế lớn nhất thế giới đang mở sang một mặt trận hoàn toàn mới: điện toán không gian.

MẶT TRẬN MỚI TRONG CUỘC ĐUA AI

Đề xuất của người được xem là tỷ phú nghìn tỷ USD đầu tiên trên thế giới ngay lập tức tạo nên sự phấn khích trong giới đầu tư. Tuy nhiên, nó cũng làm dấy lên không ít hoài nghi về việc liệu một tầm nhìn đầy tham vọng như vậy có khả thi về mặt khoa học cũng như kinh tế hay không.

Chỉ vài tháng sau, vào đầu tháng 6, Trung Quốc phát đi tín hiệu cho thấy nước này cũng đang theo đuổi tham vọng tương tự khi phê duyệt việc thành lập Trung tâm Đổi mới Điện toán Không gian đầu tiên của Bắc Kinh. Trung tâm này sẽ quy tụ các doanh nghiệp sản xuất tên lửa, vệ tinh, các công ty bán dẫn cùng các doanh nghiệp AI nhằm xây dựng các mạng lưới điện toán trên quỹ đạo.

Động thái trên phản ánh thực tế rằng cả Trung Quốc và Mỹ đều ngày càng coi điện toán không gian là mặt trận cạnh tranh mới trong cuộc đua giành quyền kiểm soát hạ tầng của thế hệ AI tiếp theo.

Bà Marina Zhang, Phó Giáo sư tại Đại học Công nghệ Sydney (UTS), cho rằng vấn đề cốt lõi hiện nay không còn đơn thuần là quốc gia nào phát triển được mô hình AI tốt hơn hay sở hữu các chip tiên tiến hơn.

Theo bà, cuộc cạnh tranh ngày càng xoay quanh việc quốc gia nào có thể kiểm soát hạ tầng vật lý, năng lực tính toán và hệ thống truyền thông - những nền tảng mà các hệ thống AI sẽ vận hành ở quy mô toàn cầu.

Nhận định này cũng phản ánh xu hướng dịch chuyển trong chiến lược của các doanh nghiệp công nghệ lớn. Tháng 3 vừa qua, Nvidia thông báo sẽ phát triển các dòng chip GPU chuyên biệt dành cho điện toán trong không gian, mở ra khả năng đưa năng lực xử lý dữ liệu trực tiếp lên quỹ đạo.

Theo bà Svetla Ben-Itzhak, Phó Giáo sư về không gian và quan hệ quốc tế tại Trường Nghiên cứu Quốc tế Cao cấp thuộc Đại học Johns Hopkins, tại Mỹ, một trong những mối quan tâm lớn hiện nay là nhu cầu ngày càng gia tăng về năng lượng và hạ tầng để phục vụ AI cũng như các hệ thống điện toán thương mại quy mô lớn.

Trong khi đó, tại Trung Quốc, những mối quan tâm tương tự cũng tồn tại nhưng được đặt trong một bối cảnh rộng hơn, gắn với các mục tiêu tự chủ công nghệ và phát triển quốc gia.

Bên cạnh các ứng dụng thương mại, ý nghĩa của điện toán không gian đối với an ninh quốc gia cũng ngày càng được chú ý.

Ông Clayton Swope, Phó Giám đốc Dự án An ninh Hàng không Vũ trụ thuộc Trung tâm Nghiên cứu Chiến lược và Quốc tế (CSIS), cho rằng lợi thế rõ ràng nhất của điện toán không gian là khả năng xử lý nhanh hơn lượng dữ liệu khổng lồ thu được từ các vệ tinh quan sát Trái đất.

Theo ông, điều này mang lại những lợi ích chiến lược đáng kể cho lĩnh vực quân sự và quốc phòng, từ tình báo, giám sát, trinh sát cho tới theo dõi và xác định mục tiêu.

Tuy nhiên, theo bà Ben-Itzhak, công nghệ này vẫn đang ở giai đoạn phát triển ban đầu và tính khả thi về mặt kinh tế vẫn chưa được chứng minh. Bà nhận định rằng mức độ kỳ vọng hiện nay đang đi trước thực tế kinh tế, bởi phần lớn các cuộc thảo luận đều dựa trên những năng lực kỹ thuật và mô hình kinh doanh vẫn chưa được kiểm chứng ở quy mô lớn.

Dù vậy, bà cũng cho rằng các tác động chiến lược đối với an ninh quốc gia là hoàn toàn có cơ sở. Quốc gia nào kiểm soát được hạ tầng điện toán không gian trong tương lai sẽ có mức độ tự chủ cao hơn cũng như khả năng tạo ảnh hưởng lớn hơn đối với các mạng lưới thông tin toàn cầu.

MỸ DẪN TRƯỚC, TRUNG QUỐC TÌM "ĐƯỜNG VÒNG" ĐỂ THU HẸP KHOẢNG CÁCH

Các chuyên gia cho rằng Mỹ và Trung Quốc đều ngày càng coi năng lực điện toán là yếu tố cốt lõi quyết định sức cạnh tranh kinh tế, năng lực quân sự cũng như tầm ảnh hưởng trong không gian số. Tuy nhiên, hai nước đang theo đuổi những chiến lược khác nhau để đạt mục tiêu này.

Vệ tinh STAR.AI-1. Những tiến bộ trong công nghệ vệ tinh và chip AI đang giúp điện toán trên quỹ đạo ngày càng trở nên khả thi. Ảnh: STAR.AI

Theo bà Marina Zhang, Mỹ hiện vẫn duy trì lợi thế đáng kể trước Trung Quốc trong nhiều lĩnh vực then chốt, bao gồm phát triển các chip AI tiên tiến nhất, xây dựng các nền tảng điện toán đám mây siêu quy mô (hyperscale cloud), năng lực phóng tên lửa và khả năng huy động nguồn vốn trên thị trường.

Trong khi đó, Trung Quốc vẫn đang nỗ lực giảm bớt các điểm yếu thông qua phát triển ngành công nghiệp chip trong nước, mở rộng năng lực điện toán đám mây và tăng cường sự phối hợp giữa các ngành công nghiệp dưới sự hỗ trợ của Nhà nước.

Theo bà Zhang, xét ở một góc độ nào đó, điện toán không gian có thể trở thành một "con đường vòng để bắt kịp" (detour catch-up).

"Điều này mở ra một mặt trận mới, nơi Trung Quốc có thể từng bước xây dựng vị thế cạnh tranh mạnh hơn theo thời gian", bà nhận định.

Trên thực tế, chiến lược này đã bắt đầu được hiện thực hóa.

Tháng 5/2025, Trung Quốc đã phóng lô đầu tiên gồm 12 vệ tinh điện toán, hình thành Chòm sao Điện toán Tam Thể (Three-Body Computing Constellation), đồng thời đặt mục tiêu triển khai hơn 1.000 vệ tinh trong tương lai.

Đến tháng 2 năm nay, Trung Quốc cho biết chòm sao vệ tinh này đã hoàn thành 9 tháng thử nghiệm trên quỹ đạo và chứng minh được khả năng vận hành trực tiếp các mô hình AI quy mô lớn ngay trên phần cứng của vệ tinh.

Theo bà Zhang, dự án Tam Thể đóng vai trò như một bãi thử nghiệm ban đầu cho nhiều công nghệ quan trọng, bao gồm điện toán phân tán, truyền thông bằng laser và tích hợp giữa hạ tầng không gian với hạ tầng mặt đất.

Tuy nhiên, bà cũng lưu ý rằng Mỹ vẫn giữ lợi thế đáng kể về hiệu năng tính toán tuyệt đối, các bộ gia tốc AI tiên tiến cũng như toàn bộ hệ sinh thái điện toán đám mây phục vụ AI.

Không chỉ các chính phủ, các doanh nghiệp thương mại cũng đang chạy đua nhằm giành vị thế tiên phong trong lĩnh vực điện toán không gian.

Ông Lan Tianyi, nhà sáng lập công ty tư vấn không gian Ultimate Blue Nebula có trụ sở tại Bắc Kinh, cho biết hiện nay vẫn chưa có định hướng chính sách rõ ràng từ lãnh đạo cấp cao Trung Quốc đối với lĩnh vực này, nhiều khả năng bởi công nghệ vẫn đang ở giai đoạn đầu phát triển.

Tuy nhiên, theo ông, các doanh nghiệp đang thử nghiệm nhiều hướng tiếp cận kỹ thuật cũng như các mô hình kinh doanh khác nhau, tạo nên bức tranh mà ông ví như "trăm hoa đua nở". Ông dự báo trong khoảng hai năm tới sẽ có thêm nhiều vệ tinh trình diễn công nghệ điện toán không gian được phóng lên quỹ đạo.

Một trong những doanh nghiệp đáng chú ý là STAR.AI, công ty không gian thương mại của Trung Quốc đang có kế hoạch phóng hai vệ tinh điện toán đầu tiên vào cuối năm 2026 như bước khởi đầu cho chòm sao gồm khoảng 1.000 vệ tinh mà doanh nghiệp này đề xuất.

Ông Wang Pei, Phó Chủ tịch cấp cao của STAR.AI, cho rằng công ty đang đứng trước một "cửa sổ cơ hội mang tính lịch sử" trong lĩnh vực điện toán không gian. Theo ông, xét về mô hình AI và các ứng dụng AI, tốc độ phát triển của Trung Quốc hiện đã bắt kịp, thậm chí ở một số lĩnh vực còn vượt Mỹ. Tuy nhiên, nguồn cung các chip GPU tiên tiến vẫn chịu sự hạn chế rất lớn bởi những yếu tố địa chính trị.

Trong bối cảnh đó, điện toán không gian được xem là một hướng đi có thể giúp Trung Quốc vượt qua nút thắt này.

Theo ông Wang, ý tưởng là xây dựng một mạng lưới điện toán trong không gian dựa trên kiến trúc chip do Trung Quốc tự phát triển, từ đó kết hợp thế mạnh về mô hình AI và các ứng dụng AI với một hạ tầng hoàn toàn mới, không còn phụ thuộc vào phần cứng nhập khẩu.

Nếu chiến lược này thành công, Trung Quốc sẽ không chỉ giảm được sự phụ thuộc vào các công nghệ cốt lõi từ bên ngoài mà còn có cơ hội xây dựng một hệ sinh thái điện toán không gian mang bản sắc riêng, tạo thêm lợi thế trong cuộc cạnh tranh công nghệ toàn cầu.

BÀI TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ

Việc điện toán không gian có thực sự trở thành mặt trận tiếp theo của hạ tầng AI hay không sẽ phụ thuộc không chỉ vào những bước tiến về công nghệ mà còn vào khả năng chứng minh được giá trị thương mại rõ ràng của mô hình này.

Theo ông Lan Tianyi, các doanh nghiệp Trung Quốc đang tham gia lĩnh vực điện toán không gian hiện phải đối mặt với ba thách thức lớn.

Thách thức đầu tiên là xây dựng được mô hình kinh doanh khả thi để tạo ra doanh thu bền vững. Thứ hai là giải quyết những bài toán kỹ thuật phức tạp trong quá trình xây dựng hạ tầng điện toán trên quỹ đạo. Cuối cùng là khả năng mở rộng hoạt động ra quy mô toàn cầu.

Theo ông Lan, 5 năm tới sẽ là giai đoạn có ý nghĩa quyết định. "Trung Quốc đã có một khởi đầu khá thuận lợi. Tuy nhiên, việc giải quyết được ba thách thức này sẽ quyết định liệu nước này có thể tiến xa hơn, thậm chí góp phần định hình hướng phát triển của toàn ngành hay không", ông nói.

Đồng quan điểm, bà Marina Zhang cho rằng giai đoạn cuối những năm 2020 và đầu thập niên 2030 nhiều khả năng sẽ mang tính bước ngoặt đối với cuộc đua điện toán không gian. Theo bà, khi chi phí phóng tiếp tục giảm, tên lửa tái sử dụng được thương mại hóa rộng rãi hơn, công nghệ sản xuất vệ tinh ngày càng hoàn thiện, các mạng lưới kết nối trên quỹ đạo phát triển cùng với việc hình thành các tiêu chuẩn quốc tế, những quốc gia có vị thế mạnh nhất trong lĩnh vực này sẽ dần được xác lập.

Tuy nhiên, bên cạnh các bài toán về chi phí và thương mại hóa, điện toán không gian còn phải vượt qua nhiều rào cản kỹ thuật. Khác với các trung tâm dữ liệu đặt trên mặt đất, nơi phần cứng có thể được nâng cấp khi các thế hệ chip mới ra đời, các vệ tinh sau khi được đưa lên quỹ đạo gần như không thể nâng cấp hoặc sửa chữa một cách dễ dàng. Mọi hoạt động bảo trì đều phức tạp và tốn kém hơn rất nhiều.

Theo bà Ben-Itzhak, môi trường không gian vốn cực kỳ khắc nghiệt, buộc các hệ thống điện tử phải có khả năng chống chịu bức xạ cũng như nhiều tác động môi trường khác. Bên cạnh đó, việc làm mát các hệ thống điện toán quy mô lớn trong môi trường chân không cũng là một thách thức không nhỏ, bởi nhiệt không thể tản đi theo cách thông thường như trên Trái đất.

Ngoài những rào cản kỹ thuật, các nhà phê bình cũng cảnh báo việc triển khai hàng triệu vệ tinh có thể làm gia tăng ô nhiễm ánh sáng, khiến quỹ đạo Trái đất trở nên đông đúc hơn, làm tăng nguy cơ va chạm giữa các vệ tinh và tạo thêm áp lực đối với môi trường do số lượng các vụ phóng tên lửa ngày càng nhiều.

Tuy nhiên, theo ông Clayton Swope, rào cản lớn nhất của điện toán không gian không nằm ở câu hỏi liệu công nghệ này có khả thi hay không. Điều quan trọng hơn là liệu nó có thể được triển khai với mức chi phí đủ thấp để khách hàng chấp nhận chi trả.

Các chuyên gia cho rằng hiện vẫn chưa có câu trả lời rõ ràng về việc liệu những lợi ích như tiết kiệm năng lượng hay các ưu thế vận hành khác có đủ để bù đắp những khoản chi phí rất lớn liên quan đến việc phóng vệ tinh, bảo trì hệ thống, duy trì liên lạc, mua bảo hiểm và thay thế các vệ tinh khi hết vòng đời hay không.

Một báo cáo mới của hãng nghiên cứu Wood Mackenzie ước tính chi phí xây dựng một trung tâm dữ liệu trong không gian hiện cao gấp khoảng ba lần so với một trung tâm dữ liệu có quy mô tương đương trên Trái đất.

Theo báo cáo này, một trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo có công suất 1 gigawatt sẽ cần khoản đầu tư khoảng 170 tỷ USD. Trong tổng số đó, riêng chi phí chế tạo và phóng các vệ tinh đã chiếm khoảng 100 tỷ USD.

Wood Mackenzie cho rằng chi phí phóng sẽ phải giảm thêm khoảng 70% thì các trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo mới có thể cạnh tranh về chi phí với các trung tâm dữ liệu truyền thống trên mặt đất.

Đó cũng là lý do ngành công nghiệp đang theo dõi sát những nỗ lực của SpaceX trong việc phát triển tên lửa Starship có khả năng tái sử dụng hoàn toàn, yếu tố được kỳ vọng sẽ làm giảm đáng kể chi phí đưa tải trọng lên quỹ đạo trong tương lai.

Cuối cùng, theo ông Swope, câu hỏi cốt lõi không còn là liệu con người có thể xây dựng các trung tâm dữ liệu trong không gian hay không.

Điều thị trường cần có lời giải là liệu công nghệ này có thể được triển khai với chi phí đủ thấp để tạo ra giá trị kinh tế thực sự và liệu sẽ có bao nhiêu khách hàng sẵn sàng trả tiền cho dịch vụ điện toán trên quỹ đạo nếu chi phí của nó vẫn cao hơn đáng kể so với việc xử lý dữ liệu ngay trên Trái đất.

Trọng Hoàng