Đến năm 2040, các trung tâm dữ liệu ngoài không gian được dự báo có thể tạo ra doanh thu hằng năm từ 240-320 tỷ USD. Còn trong kịch bản thận trọng hơn, lĩnh vực này có thể mang về doanh thu 80-160 tỷ USD mỗi năm...

Đến năm 2040, khoảng 10-15% khối lượng tính toán phục vụ trí tuệ nhân tạo (AI) trên toàn cầu có thể được xử lý tại các trung tâm dữ liệu đặt trong không gian, theo một dự báo mới đây của Công ty tư vấn Boston Consulting Group (BCG).

Trong bối cảnh các trung tâm dữ liệu AI trên Trái Đất ngày càng chịu áp lực do thiếu điện, nhu cầu làm mát tăng cao và quỹ đất hạn chế, ý tưởng đưa hạ tầng tính toán lên quỹ đạo đang dần trở thành một hướng phát triển được giới công nghệ quan tâm.

Tuy nhiên, BCG cũng nhận định trong khoảng một thập kỷ tới, các trung tâm dữ liệu ngoài không gian vẫn khó có thể đạt hiệu quả tương đương với các trung tâm dữ liệu trên mặt đất do chi phí triển khai rất lớn và nhiều thách thức kỹ thuật chưa được giải quyết.

Trong báo cáo mới công bố, BCG khẳng định: "Trung tâm dữ liệu ngoài không gian không còn là ý tưởng viển vông mà là một công nghệ có khả năng trở thành hiện thực". 

Theo kịch bản cơ sở của BCG, đến năm 2040, các trung tâm dữ liệu ngoài không gian có thể tạo ra doanh thu hàng năm từ 240-320 tỷ USD, tương đương 10-15% thị trường trung tâm dữ liệu AI toàn cầu.

Ở kịch bản thận trọng hơn, lĩnh vực này có thể chiếm 3-5% thị phần, mang về doanh thu 80-160 tỷ USD mỗi năm. Ngược lại, trong kịch bản lạc quan, thị phần có thể tăng lên 20-30%, tương ứng doanh thu 400-800 tỷ USD mỗi năm.

Theo BCG, sức hấp dẫn của các trung tâm dữ liệu ngoài không gian xuất phát từ những giới hạn của hạ tầng đặt trên mặt đất. Khi nhu cầu xây dựng trung tâm dữ liệu AI bùng nổ, nhiều quốc gia đã phải đối mặt với hàng loạt trở ngại như quá tải lưới điện, khó khăn trong việc cấp phép địa điểm, thiếu nguồn nước phục vụ làm mát cũng như sự phản đối từ cộng đồng địa phương một số khu vực. 

Ngược lại, các trung tâm dữ liệu đặt trên quỹ đạo có thể khai thác năng lượng Mặt Trời gần như liên tục, giảm đáng kể áp lực về nguồn điện. Đồng thời, dữ liệu cũng có thể được truyền tải mà không phải đi qua hạ tầng viễn thông của các quốc gia khác, qua đó tăng cường khả năng bảo mật, bảo đảm chủ quyền dữ liệu và giảm rủi ro địa chính trị.

Theo BCG, các trung tâm dữ liệu ngoài không gian đặc biệt phù hợp với những tác vụ như suy luận AI (AI inference), xử lý các tập dữ liệu yêu cầu chủ quyền cao như dữ liệu quốc phòng hoặc thông tin mật, cũng như xử lý lượng dữ liệu khổng lồ do các vệ tinh thu thập.

Tuy nhiên, báo cáo cũng nhấn mạnh các trung tâm dữ liệu trên mặt đất vẫn chiếm ưu thế đối với những ứng dụng AI đòi hỏi độ trễ cực thấp, cần phản hồi gần như tức thời hoặc phục vụ quá trình huấn luyện các mô hình AI siêu lớn. Vì vậy, trong tương lai, các trung tâm dữ liệu ngoài không gian nhiều khả năng sẽ đóng vai trò bổ sung cho hạ tầng hiện có, thay vì thay thế hoàn toàn các trung tâm dữ liệu trên Trái Đất.

Theo BCG, rào cản lớn nhất đối với mô hình này vẫn là chi phí triển khai. Công ty ước tính tổng chi phí sở hữu trong vòng 20 năm của một trung tâm dữ liệu ngoài không gian hiện dao động từ 660-750 triệu USD cho mỗi MW công suất, cao gấp 2,5-3 lần so với mức 230-300 triệu USD/MW của các trung tâm dữ liệu trên mặt đất.

Ngay cả khi chi phí phóng tên lửa tiếp tục giảm, vệ tinh được thiết kế nhẹ hơn và độ tin cậy của công nghệ được cải thiện, BCG dự báo trong 5-10 năm tới, chi phí vận hành các trung tâm dữ liệu ngoài không gian vẫn sẽ cao hơn khoảng 1,5 lần so với hạ tầng đặt trên mặt đất.

Bên cạnh yếu tố chi phí, còn có các rào cản kỹ thuật. Trong môi trường chân không của không gian, nhiệt không thể được truyền đi bằng không khí hay chất lỏng như trên Trái Đất mà chỉ có thể tản ra thông qua bức xạ nhiệt. Theo báo cáo, một vệ tinh mang trung tâm dữ liệu công suất 100 kW sẽ cần một hệ thống tản nhiệt có diện tích khoảng 400 m2.

Ngoài ra, tuổi thọ của các vệ tinh hiện chỉ vào khoảng 5-7 năm, trong khi việc sửa chữa sau khi đưa lên quỹ đạo gần như không khả thi. Điều này đồng nghĩa các nhà khai thác phải chấp nhận thay thế toàn bộ thiết bị khi hết vòng đời hoạt động.

BCG cũng ước tính, với mức chi phí phóng hiện nay khoảng 1.500 USD/kg, việc triển khai một hạ tầng điện toán ngoài không gian có quy mô 1 GW sẽ tiêu tốn khoảng 30 tỷ USD.

Dù còn nhiều rào cản về kinh tế và công nghệ, BCG vẫn đánh giá trung tâm dữ liệu ngoài không gian sẽ là một lĩnh vực đầu tư đầy triển vọng trong những thập kỷ tới. Theo công ty, cuộc cạnh tranh trên thị trường này sẽ không chỉ diễn ra giữa các đơn vị vận hành trung tâm dữ liệu, mà còn tác động nhiều lĩnh vực liên quan như dịch vụ phóng tên lửa, công nghệ truyền thông quang học giữa các vệ tinh hay bán dẫn có khả năng chống bức xạ.