Trung tâm dữ liệu ngoài không gian mở ra thị trường trăm tỷ USD toàn cầu tương lai

Trong bối cảnh nhu cầu xử lý dữ liệu phục vụ trí tuệ nhân tạo (AI) tăng trưởng mạnh mẽ, các trung tâm dữ liệu truyền thống trên Trái Đất đang dần đối mặt với nhiều giới hạn. Áp lực về nguồn điện, chi phí làm mát, quỹ đất hạn chế và các rào cản về môi trường đã buộc giới công nghệ phải tìm kiếm những hướng đi mới. Một trong những ý tưởng đang thu hút sự quan tâm ngày càng lớn là xây dựng các trung tâm dữ liệu ngoài không gian.

Theo dự báo mới nhất của Công ty tư vấn Boston Consulting Group (BCG), đến năm 2040, lĩnh vực này có thể tạo ra doanh thu hàng năm từ 240 đến 320 tỷ USD, tương đương khoảng 10-15% thị trường trung tâm dữ liệu AI toàn cầu. Trong kịch bản thận trọng hơn, quy mô thị trường vẫn có thể đạt từ 80 đến 160 tỷ USD mỗi năm. Ngược lại, nếu các điều kiện thuận lợi, doanh thu có thể tăng lên mức 400-800 tỷ USD, chiếm tới 20-30% thị phần toàn cầu.

Những con số này cho thấy trung tâm dữ liệu ngoài không gian không còn là ý tưởng mang tính thử nghiệm mà đang dần trở thành một hướng phát triển có cơ sở thực tiễn. Theo BCG, khoảng 10-15% khối lượng tính toán phục vụ AI toàn cầu có thể được xử lý trên quỹ đạo trong vòng hai thập kỷ tới.

Trung tâm dữ liệu ngoài không gian mở ra thị trường trăm tỷ USD toàn cầu tương lai (Ảnh: Minh họa)

Sức hấp dẫn của mô hình này đến từ những lợi thế mà hạ tầng trên mặt đất khó có thể đáp ứng. Trong khi các trung tâm dữ liệu hiện nay tiêu thụ lượng điện khổng lồ và đòi hỏi hệ thống làm mát phức tạp, các cơ sở đặt ngoài không gian có thể tận dụng nguồn năng lượng Mặt Trời gần như liên tục. Điều này giúp giảm đáng kể áp lực lên lưới điện và hạn chế phát thải.

Bên cạnh đó, việc đặt trung tâm dữ liệu ngoài không gian còn giúp nâng cao mức độ bảo mật và chủ quyền dữ liệu. Dữ liệu có thể được truyền trực tiếp giữa các vệ tinh mà không cần đi qua hạ tầng viễn thông của các quốc gia khác, qua đó giảm thiểu rủi ro liên quan đến địa chính trị và an ninh thông tin.

Một lợi thế khác là khả năng xử lý dữ liệu quy mô lớn từ các vệ tinh quan sát Trái Đất. Khi lượng dữ liệu thu thập từ không gian ngày càng tăng, việc xử lý trực tiếp trên quỹ đạo sẽ giúp giảm độ trễ và tiết kiệm chi phí truyền tải về mặt đất.

Tuy nhiên, BCG cũng lưu ý rằng trong tương lai gần, các trung tâm dữ liệu ngoài không gian khó có thể thay thế hoàn toàn hạ tầng truyền thống. Những ứng dụng AI yêu cầu độ trễ cực thấp, chẳng hạn như xe tự hành hoặc các hệ thống thời gian thực, vẫn cần đến các trung tâm dữ liệu đặt gần người dùng trên Trái Đất.

Ngoài ra, việc huấn luyện các mô hình AI quy mô lớn cũng đòi hỏi hạ tầng mạnh mẽ và ổn định, điều mà các trung tâm dữ liệu trên mặt đất hiện vẫn có lợi thế hơn. Vì vậy, trong giai đoạn đầu, mô hình ngoài không gian được kỳ vọng sẽ đóng vai trò bổ sung, thay vì thay thế.

Rào cản lớn nhất đối với sự phát triển của lĩnh vực này vẫn là chi phí. Theo ước tính, tổng chi phí sở hữu trong 20 năm của một trung tâm dữ liệu ngoài không gian hiện dao động từ 660 đến 750 triệu USD cho mỗi MW công suất, cao gấp 2,5 đến 3 lần so với mức 230 đến 300 triệu USD/MW của các trung tâm trên mặt đất.

Ngay cả khi chi phí phóng tên lửa tiếp tục giảm và công nghệ vệ tinh được cải thiện, chi phí vận hành trong 5-10 năm tới vẫn được dự báo cao hơn khoảng 1,5 lần so với hạ tầng truyền thống. Đây là thách thức không nhỏ đối với các nhà đầu tư.

Bên cạnh yếu tố kinh tế, các rào cản kỹ thuật cũng đặt ra nhiều thách thức. Trong môi trường chân không, việc tản nhiệt trở nên phức tạp hơn rất nhiều do không thể sử dụng không khí hoặc chất lỏng. Thay vào đó, nhiệt chỉ có thể được giải phóng thông qua bức xạ, đòi hỏi hệ thống tản nhiệt có diện tích lớn.

Theo tính toán, một vệ tinh mang trung tâm dữ liệu công suất 100 kW cần hệ thống tản nhiệt rộng khoảng 400 m². Đây là yêu cầu kỹ thuật không dễ triển khai, đặc biệt khi phải đảm bảo trọng lượng và độ bền trong điều kiện không gian khắc nghiệt.

Ngoài ra, tuổi thọ của vệ tinh hiện chỉ dao động từ 5 đến 7 năm, trong khi việc sửa chữa gần như không khả thi sau khi đưa vào quỹ đạo. Điều này đồng nghĩa với việc các nhà vận hành phải chấp nhận chi phí thay thế toàn bộ hệ thống sau mỗi chu kỳ hoạt động.

BCG cũng ước tính, với mức chi phí phóng hiện nay khoảng 1.500 USD/kg, việc xây dựng một hạ tầng điện toán ngoài không gian quy mô 1 GW có thể tiêu tốn tới 30 tỷ USD. Con số này cho thấy mức độ đầu tư rất lớn cần thiết để hiện thực hóa mô hình này.

Dù còn nhiều thách thức, các chuyên gia vẫn đánh giá trung tâm dữ liệu ngoài không gian là một lĩnh vực giàu tiềm năng trong dài hạn. Sự phát triển của công nghệ phóng tên lửa, truyền thông quang học giữa các vệ tinh và các loại chip chịu bức xạ sẽ là những yếu tố quyết định tốc độ hiện thực hóa.

Không chỉ dừng lại ở lĩnh vực công nghệ, cuộc cạnh tranh trong thị trường này còn lan sang nhiều ngành liên quan như hàng không vũ trụ, viễn thông và sản xuất bán dẫn. Đây được xem là một “mặt trận” mới trong cuộc đua công nghệ toàn cầu.

Nhìn về dài hạn, khi nhu cầu xử lý dữ liệu tiếp tục tăng theo cấp số nhân, việc mở rộng hạ tầng ra ngoài không gian có thể trở thành lựa chọn tất yếu. Trong bối cảnh đó, những bước đi đầu tiên hiện nay sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc định hình cấu trúc của ngành công nghiệp dữ liệu trong tương lai.