AI sẽ nhanh gấp 10 lần: Tập đoàn Nhật Bản hé lộ công nghệ truyền dữ liệu bằng ánh sáng

Theo Financial Times, trong một thông báo mới đây, TDK cho biết họ đã trình diễn thành công “máy dò ảnh quay” đầu tiên trên thế giới - một thiết bị tích hợp các yếu tố quang học, điện tử và từ tính, đạt thời gian phản hồi chỉ 20 pico giây (tức 20 phần nghìn tỉ giây).

Công nghệ này được kỳ vọng sẽ thay thế các máy dò ảnh bán dẫn hiện tại, giúp truyền dữ liệu nhanh hơn gấp 10 lần so với hệ thống điện tử truyền thống.

Kết nối quang học có thể cung cấp khả năng truyền dữ liệu nhanh hơn nhiều so với kết nối qua cáp sử dụng tín hiệu điện - Ảnh: Reuters

Khả năng xử lý dữ liệu vượt trội

Hideaki Fukuzawa, Giám đốc cấp cao tại Trung tâm Phát triển sản phẩm thế hệ tiếp theo của TDK, cho biết: “Vấn đề lớn nhất của AI không phải là sức mạnh GPU, mà là tốc độ truyền dữ liệu giữa các bộ xử lý”.

Theo ông, công nghệ mới của TDK có thể phá vỡ giới hạn hiện tại và tạo ra bước ngoặt thực sự cho ngành công nghiệp AI cũng như các trung tâm dữ liệu toàn cầu. “Chúng tôi tin rằng đây là bước đột phá có thể thay đổi cuộc chơi”, ông Fukuzawa khẳng định.

Thiết bị này đã được thử nghiệm độc lập bởi Giáo sư Arata Tsukamoto (Đại học Nihon, Nhật Bản) - người cũng tham gia vào dự án với vai trò đối tác nghiên cứu. Ông đánh giá máy dò ảnh quay có “triển vọng khoa học và công nghệ rất đáng kể”.

Trong các hệ thống AI hiện nay, dữ liệu vẫn chủ yếu được truyền bằng tín hiệu điện qua dây dẫn. Nhưng với khối lượng dữ liệu khổng lồ của AI tạo sinh, tín hiệu điện dần trở thành rào cản. Tốc độ truyền của ánh sáng nhanh hơn đáng kể, và công nghệ quang học đang được xem là lối thoát hợp lý nhất.

TDK không phải là công ty duy nhất theo đuổi con đường này. Các gã khổng lồ trong ngành bán dẫn và AI như Nvidia, TSMC và các công ty khởi nghiệp quang tử cũng đang đẩy mạnh đầu tư vào giải pháp truyền dữ liệu bằng ánh sáng. Tuy nhiên, TDK tin rằng họ đang nắm giữ một lợi thế quan trọng: chi phí thấp hơn nhờ giảm số lượng quy trình sản xuất wafer.

TDK cho biết họ sẽ tiếp tục thử nghiệm để xác nhận khả năng truyền ánh sáng liên tục ở tốc độ cực cao, trước khi cung cấp các mẫu thiết bị cho khách hàng vào cuối tháng 3.2026. Việc sản xuất hàng loạt được kỳ vọng sẽ bắt đầu trong vòng 3 - 5 năm tới.

TDK vốn nổi tiếng là nhà cung cấp pin cho iPhone, nhưng lần này họ đã tái sử dụng công nghệ đầu từ vốn dành cho ổ cứng để đạt được bước đột phá trong lĩnh vực quang học. Thiết bị mới của họ không chỉ nhanh mà còn tiêu tốn ít điện năng hơn - một yếu tố then chốt trong việc mở rộng quy mô trung tâm dữ liệu AI, khi vấn đề tiêu thụ điện đang ngày càng trở nên nghiêm trọng.

Cơ hội mở rộng vượt ra ngoài AI

Ngoài AI, TDK cho biết công nghệ này cũng có tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực như kính thông minh thực tế tăng cường (AR/VR), cảm biến hình ảnh tốc độ cao và các hệ thống viễn thông yêu cầu băng thông lớn.

Công nghệ mới này thuộc về thị trường mạch tích hợp quang tử (photonic integrated circuits - PIC), vốn đang trên đà phát triển mạnh nhờ nhu cầu bùng nổ từ ngành AI. Theo dự báo của hãng nghiên cứu IDTechEx, quy mô thị trường PIC có thể tăng hơn 10 lần trong thập niên tới, đạt 54,5 tỉ USD.

Tuy nhiên, TDK không đứng một mình trong cuộc đua này. Nvidia - tên tuổi thống trị thị trường GPU - đã sớm nhận ra tầm quan trọng của tốc độ truyền dữ liệu, thể hiện qua thương vụ thâu tóm Mellanox Technologies trị giá 7 tỉ USD vào năm 2020. Mellanox chuyên về kết nối mạng tốc độ cao cho các hệ thống AI và trung tâm dữ liệu.

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) - nhà sản xuất chip lớn nhất thế giới - cũng đang phát triển các giải pháp tích hợp quang tử vào gói chip, với mục tiêu sản xuất thương mại trong vòng 5 năm.

Các công nghệ thế hệ tiếp theo như silicon photonics của Intel và các công ty khác đang trong giai đoạn hoàn thiện, và TDK thừa nhận thách thức lớn nhất sẽ là xây dựng hệ sinh thái phù hợp, đặc biệt với các nhà thiết kế vi mạch.

Sự đột phá của TDK có thể tạo ra áp lực cạnh tranh mới trong ngành công nghệ cao, khi các doanh nghiệp buộc phải nâng cấp hạ tầng truyền dữ liệu để theo kịp với tốc độ phát triển mô hình AI tạo sinh. Nếu thành công trong việc thương mại hóa, công nghệ máy dò ảnh quay của TDK không chỉ giúp tăng tốc các hệ thống AI mà còn giảm tải tiêu thụ điện - hai yếu tố đang là bài toán hóc búa với ngành dữ liệu toàn cầu.

Hoàng Vũ