Trí tuệ nhân tạo và Thực tế ảo đang thúc đẩy nhu cầu dữ liệu – Phần cứng mã nguồn mở đang đáp ứng thách thức

Dữ liệu là mạch máu của nền kinh tế số, và khi các công nghệ mới xuất hiện và phát triển, nhu cầu về tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn, độ trễ thấp hơn và khả năng tính toán cao hơn tại các trung tâm dữ liệu đang tăng lên theo cấp số nhân. Các công nghệ mới đang đẩy ranh giới của truyền và xử lý dữ liệu, và việc áp dụng các công nghệ mã nguồn mở có thể giúp các nhà vận hành trung tâm dữ liệu tối đa hóa hoạt động hiện tại và chuẩn bị cho tương lai. Dưới đây là một số ví dụ về công nghệ đang thúc đẩy nhu cầu về khả năng tính toán cao và cách các công nghệ mã nguồn mở, cộng đồng và tiêu chuẩn giúp giải quyết nhu cầu này một cách bền vững.

Trí tuệ nhân tạo và Học máy

Trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (ML) đang cách mạng hóa các lĩnh vực như xử lý ngôn ngữ tự nhiên, thị giác máy tính, nhận dạng giọng nói, hệ thống khuyến nghị và xe tự lái. AI và ML cho phép máy tính học từ dữ liệu và thực hiện các nhiệm vụ thường yêu cầu trí thông minh của con người.

Tuy nhiên, AI và ML cũng yêu cầu lượng dữ liệu và khả năng tính toán khổng lồ để đào tạo và chạy các mô hình và thuật toán phức tạp. Ví dụ, GPT-3, một trong những mô hình ngôn ngữ tự nhiên tiên tiến nhất trên thế giới, có 175 tỷ tham số và được đào tạo trên 45 terabyte dữ liệu văn bản. Để xử lý các tập dữ liệu và mô hình lớn như vậy một cách hiệu quả, các ứng dụng AI và ML cần hệ thống tính toán hiệu suất cao (HPC) có thể cung cấp tốc độ truyền dữ liệu nhanh, độ trễ thấp và khả năng tính toán cao.

Một trong những xu hướng mới nổi trong HPC là sử dụng các bộ xử lý chuyên dụng như GPU hoặc TPU được tối ưu hóa cho xử lý song song và các phép toán ma trận phổ biến trong các công việc AI và ML. Ví dụ, bộ xử lý CPU Grace của NVIDIA là một bộ xử lý mới được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng HPC, tận dụng công nghệ GPU của NVIDIA để cung cấp hiệu suất nhanh hơn 10 lần so với các CPU x86 hiện tại. Bộ xử lý CPU Grace cũng hỗ trợ các kết nối nhanh như NVLink, cho phép tốc độ truyền dữ liệu cao giữa CPU và GPU.

Thực tế ảo và Thực tế ảo tăng cường

Apple Vision Pro đã tạo ra làn sóng trong sự kiện ra mắt. Thực tế ảo (AR) và thực tế ảo (VR) là hai công nghệ tương tác và沉浸 nhất đang biến đổi các ngành công nghiệp như giải trí, giáo dục, chăm sóc sức khỏe và sản xuất. AR chồng lên thông tin kỹ thuật số lên thế giới thực, trong khi VR tạo ra một môi trường được mô phỏng hoàn toàn mà người dùng có thể trải nghiệm thông qua một chiếc kính.

Tuy nhiên, những công nghệ này cũng đặt ra các thách thức đáng kể cho truyền và xử lý dữ liệu. Do việc phát hành gần đây, các chi tiết xung quanh Apple Vision Pro vẫn còn đang chờ xác nhận. Tuy nhiên, các thiết bị VR khác đã có sẵn trong một thời gian, vì vậy chúng ta có thể đưa ra một số giả định. Ví dụ, các thiết bị VR như Oculus Quest 2 yêu cầu một kết nối tốc độ cao với máy tính hoặc máy chủ đám mây để truyền video và âm thanh chất lượng cao, cũng như dữ liệu theo dõi và nhập liệu từ kính và bộ điều khiển. Tốc độ bitrate, là lượng dữ liệu được truyền mỗi giây, phụ thuộc vào tốc độ mà GPU có thể mã hóa tín hiệu trên máy tính hoặc máy chủ và tốc độ mà bộ xử lý Quest 2 có thể giải mã tín hiệu trên kính.

Theo Oculus, tốc độ bitrate được khuyến nghị cho truyền VR là giữa 150 Mbps và 500 Mbps, tùy thuộc vào độ phân giải và tốc độ khung hình. Điều này có nghĩa là truyền VR yêu cầu tốc độ truyền dữ liệu cao hơn nhiều so với các hoạt động trực tuyến khác như duyệt web hoặc phát nhạc. Hơn nữa, truyền VR cũng yêu cầu độ trễ thấp, là thời gian cần thiết để tín hiệu di chuyển từ điểm này đến điểm khác. Độ trễ cao có thể gây ra tình trạng giật hoặc lag trong trò chơi, điều này có thể làm hỏng trải nghiệm và gây say tàu xe.

Độ trễ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tốc độ mạng, khoảng cách giữa các thiết bị và các thuật toán mã hóa và giải mã. Theo Oculus, độ trễ lý tưởng cho truyền VR là dưới 20 mili giây. Tuy nhiên, đạt được mức hiệu suất này không dễ dàng, đặc biệt là qua các kết nối không dây như Wi-Fi hoặc 5G.

Công nghệ mã nguồn mở cho tối ưu hóa trung tâm dữ liệu

Khi các công nghệ mới thúc đẩy nhu cầu về tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn, độ trễ thấp hơn và khả năng tính toán cao hơn tại các trung tâm dữ liệu, các nhà vận hành trung tâm dữ liệu phải đối mặt với nhiều thách thức như tiêu thụ năng lượng tăng, yêu cầu làm mát mới, sử dụng không gian, chi phí vận hành và tốc độ đổi mới và làm mới phần cứng. Để giải quyết những thách thức này, các nhà vận hành trung tâm dữ liệu cần tối ưu hóa cơ sở hạ tầng hiện tại và áp dụng các tiêu chuẩn và công nghệ mới có thể tăng cường hiệu quả và khả năng mở rộng của họ.

Đây là mục tiêu của Dự án Open19, một sáng kiến của Liên minh Cơ sở hạ tầng Bền vững và Có thể mở rộng hiện là một phần của Quỹ Linux. Dự án Open19 là một tiêu chuẩn mở cho phần cứng trung tâm dữ liệu dựa trên các yếu tố hình thức chung và cung cấp phân phối năng lượng hiệu suất cao thế hệ tiếp theo, các thành phần có thể tái sử dụng và cơ hội cho các kết nối tốc độ cao mới. Sứ mệnh của SSIA và các tiêu chuẩn mở được tạo ra thông qua Dự án Open19 phù hợp với động lực ngành công nghiệp rộng lớn hơn hướng tới hiệu quả, khả năng mở rộng và bền vững cho cơ sở hạ tầng cung cấp năng lượng cho cuộc sống và cộng đồng số của chúng ta. Dự án Open Compute là một nỗ lực khác để hỗ trợ hiệu quả nhu cầu ngày càng tăng đối với cơ sở hạ tầng tính toán. Dự án này cũng thúc đẩy sự hợp tác giữa các đối tác trong ngành để phát triển các giải pháp trung tâm dữ liệu, với trọng tâm vào kích thước giá đỡ máy chủ 21 inch thường được sử dụng bởi các nhà cung cấp dịch vụ colocation và hyperscale lớn. Phạm vi của OCP cũng mở rộng đến cơ sở vật chất của trung tâm dữ liệu, cũng như các thành phần IT nội bộ của máy chủ.

Kết luận

Các công nghệ mới đang thúc đẩy nhu cầu về tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn, độ trễ thấp hơn và khả năng tính toán cao hơn tại các trung tâm dữ liệu, trong khi các cộng đồng, chính phủ và công ty tập trung vào quản lý tài nguyên và các vấn đề về tính bền vững ngày càng tăng xung quanh việc sử dụng nước, quản lý năng lượng và các khía cạnh carbon-intensive khác của việc tạo, sử dụng và triển khai công nghệ. Việc áp dụng các công nghệ mã nguồn mở, được phát triển trong các diễn đàn cộng đồng như SSIA và Quỹ Linux, có thể giúp các nhà vận hành trung tâm dữ liệu tối đa hóa hoạt động hiện tại và chuẩn bị cho một tương lai bền vững hơn khi họ đáp ứng nhu cầu của những ứng dụng mới thú vị này.