Cơn khát điện của trung tâm dữ liệu AI có thể chạm “bức tường năng lượng” vào năm 2030

Theo dự báo mới từ Gartner, mức tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu (datacenter) trên toàn cầu sẽ tăng 26% ngay trong năm 2026, chủ yếu do làn sóng trí tuệ nhân tạo (AI). Tổng điện năng tiêu thụ được ước tính đạt 565 terawatt-giờ (TWh) trong năm nay. TWh là đơn vị đo sản lượng điện rất lớn, thường dùng để mô tả mức tiêu thụ của cả một ngành hoặc một quốc gia. Cùng lúc, nhu cầu công suất điện cho datacenter được cho là sẽ tăng từ 104 gigawatt (GW) năm 2025 lên 132 GW trong năm 2026. GW là đơn vị thể hiện công suất tức thời của hệ thống điện, phản ánh áp lực mà các trung tâm dữ liệu đặt lên lưới điện.

Gartner cho biết phần lớn mức tăng này đến từ các máy chủ tối ưu cho AI, tức những hệ thống được cấu hình đặc biệt để xử lý các tác vụ học máy, huấn luyện mô hình và suy luận AI với cường độ tính toán rất cao. Những máy chủ này thường dùng GPU hoặc bộ tăng tốc chuyên dụng, tiêu thụ điện nhiều hơn đáng kể so với máy chủ truyền thống. Trong năm 2026, nhóm máy chủ tối ưu cho AI được dự báo sẽ chiếm 31% tổng điện năng tiêu thụ của toàn bộ datacenter. Đáng chú ý hơn, ngay từ năm sau, tổng điện năng mà các máy chủ AI sử dụng có thể vượt toàn bộ lượng điện của các máy chủ thông thường đang vận hành.

Xu hướng này phù hợp với các dự báo trước đó rằng AI sẽ vượt qua các khối lượng công việc máy chủ truyền thống như cơ sở dữ liệu, phân tích dữ liệu và các ứng dụng doanh nghiệp khác để trở thành tải xử lý lớn nhất trong datacenter vào khoảng năm 2027. Khái niệm workload, hay khối lượng công việc, dùng để chỉ loại tác vụ mà hạ tầng máy chủ phải xử lý. Khi AI trở thành workload số một, cấu trúc đầu tư của các nhà vận hành datacenter cũng thay đổi, với ngân sách dồn mạnh vào những hệ thống hiệu năng cao, mật độ điện lớn và đòi hỏi làm mát phức tạp hơn.

Điểm đáng lo nhất trong báo cáo là Gartner dự đoán tổng điện năng tiêu thụ của datacenter có thể vượt 1.200 TWh vào năm 2030. Ở quy mô này, vấn đề không còn chỉ là chi phí vận hành mà là khả năng lưới điện có đủ sức cấp điện cho các trung tâm dữ liệu mới hay không. Lưới điện, hay power grid, là hệ thống phát, truyền tải và phân phối điện. Nếu nguồn cung và hạ tầng truyền tải không được mở rộng tương ứng, nhiều dự án xây dựng datacenter có thể bị trì hoãn hoặc không thể triển khai đúng kế hoạch.

Cảnh báo của Gartner cho thấy tốc độ leo thang nhu cầu điện đang vượt cả những ước tính vốn đã rất cao trước đây. Trước đó, Goldman Sachs từng dự báo mức tiêu thụ năng lượng của datacenter sẽ tăng hơn gấp đôi vào cuối thập kỷ này. Schneider Electric cũng từng đưa ra bốn kịch bản về mức tiêu thụ điện của các datacenter AI, nhưng dự báo mới nhất của Gartner cho năm 2030 thậm chí còn cao hơn cả kịch bản mạnh tay nhất. Điều này cho thấy cơn sốt AI đang diễn ra nhanh hơn dự kiến, kéo theo áp lực lớn hơn lên hệ sinh thái năng lượng.

Tại Mỹ, các nhà phát triển datacenter và đơn vị vận hành lưới điện được cho là đang rơi vào thế khó. Một mặt, nhu cầu mở rộng hạ tầng AI tăng mạnh, đặc biệt từ các hyperscaler — thuật ngữ chỉ những tập đoàn đám mây quy mô cực lớn như các nhà cung cấp dịch vụ cloud hàng đầu, sở hữu mạng lưới trung tâm dữ liệu khổng lồ. Mặt khác, việc kết nối thêm tải điện lớn vào lưới không hề đơn giản, do giới hạn về truyền tải, phát điện và cả các rào cản pháp lý, môi trường lẫn phản đối từ cộng đồng địa phương.

Theo bà Linglan Wang, Giám đốc phân tích tại Gartner, nhu cầu bùng nổ từ các tác vụ AI đòi hỏi năng lực tính toán cao đang đẩy tăng trưởng điện năng của datacenter lên mức chưa từng có. Đồng thời, khả năng mở rộng AI giờ đây ngày càng bị giới hạn bởi khả năng tiếp cận nguồn điện. Nói cách khác, bảo đảm an ninh điện năng cho datacenter đang trở thành chiến trường mới trong cuộc đua AI toàn cầu, nơi doanh nghiệp không chỉ cạnh tranh bằng chip, mô hình hay dữ liệu, mà còn bằng khả năng giành được điện để vận hành.

Gartner cho rằng các lãnh đạo phụ trách hạ tầng và vận hành CNTT cần sớm ưu tiên các chương trình nâng cấp hiệu suất, đồng thời bảo đảm quyền tiếp cận lưới điện cho các dự án mới. Một hướng đi quan trọng là đầu tư vào hệ thống làm mát hiệu suất cao, bởi làm mát hiện là một trong những phần tiêu tốn điện năng lớn nhất của datacenter. Ngoài ra, edge computing — hay điện toán biên, mô hình xử lý dữ liệu gần nơi phát sinh thay vì dồn toàn bộ về trung tâm dữ liệu lớn — cũng được xem là giải pháp giúp giảm áp lực lên các siêu datacenter. Dù vậy, trong bối cảnh nhu cầu AI tiếp tục tăng nóng, các biện pháp tối ưu này có thể chỉ giúp kéo giãn thời gian trước khi ngành phải đối mặt trực diện với “bức tường năng lượng” vào cuối thập kỷ.