Nvidia: Từ thiết bị nhỏ trong phòng game đến đế chế 5.000 tỉ USD

Nhưng ít ai ngờ rằng, đế chế này lại bắt đầu từ một lĩnh vực tưởng chừng chẳng liên quan gì - đồ họa trò chơi điện tử. Câu chuyện Nvidia không chỉ là hành trình tăng trưởng thần tốc, mà còn là minh chứng cho việc một công nghệ ban đầu được tạo ra cho giải trí có thể trở thành xương sống của kỷ nguyên trí tuệ nhân tạo.

Từ phòng thí nghiệm game đến nền móng AI

Ra đời năm 1993, Nvidia bước vào một thị trường đầy ngóc ngách: xử lý đồ họa cho game 3D. Khi ấy, máy tính cá nhân còn yếu, việc dựng hình trong trò chơi cần tới các GPU (Graphics Processing Unit) chuyên dụng – những con chip có hàng ngàn lõi tính toán song song, tối ưu cho việc xử lý khối lượng dữ liệu hình ảnh khổng lồ.

Một trong những card đồ họa đầu tiên trên thế giới dùng chip NV1 của Nvidia.

Chính cấu trúc song song hóa ấy – thứ từng chỉ để tạo ra hiệu ứng ánh sáng, đổ bóng, chuyển động mượt mà – lại vô tình mở ra hướng đi mới. Đến đầu những năm 2010, khi trí tuệ nhân tạo (AI) trỗi dậy, các nhà nghiên cứu nhận ra: GPU của Nvidia xử lý ma trận và vector nhanh hơn nhiều so với CPU truyền thống.

Từ một công cụ để làm đẹp game, GPU của Nvidia trở thành động cơ cho học sâu (deep learning) – lĩnh vực nền tảng của AI hiện đại.

Cú “lột xác” mang tên CUDA

Điều làm nên sự khác biệt lớn nhất của Nvidia không chỉ là phần cứng. Ngay từ năm 2006, hãng đã phát hành CUDA (Compute Unified Device Architecture) – một bộ công cụ lập trình cho phép các nhà phát triển dễ dàng tận dụng GPU để thực hiện các tác vụ không chỉ về đồ họa, mà cả về tính toán khoa học, AI và mô phỏng dữ liệu.

CUDA chính là chìa khóa mở cửa kỷ nguyên AI của Nvidia. Thay vì chỉ bán chip, công ty xây dựng một nền tảng phần mềm toàn diện: từ thư viện tối ưu cho huấn luyện mạng nơ-ron, trình biên dịch cho mô hình AI, đến các công cụ mô phỏng vật lý hay thị giác máy tính.

Nhờ CUDA, GPU Nvidia trở thành chuẩn mặc định trong giới nghiên cứu AI. Các mô hình nổi tiếng như ChatGPT, Gemini hay Claude đều được huấn luyện trên nền tảng Nvidia. Một khi các nhà phát triển đã đầu tư hàng triệu dòng mã, thuật toán và quy trình dựa trên CUDA, việc “chuyển nhà” sang đối thủ khác gần như là bất khả thi.

Thị phần gần như tuyệt đối

Đến năm 2025, Nvidia nắm giữ khoảng 80% thị phần GPU dành cho AI trên toàn cầu – một con số phản ánh thế độc tôn gần như tuyệt đối.

AMD và Intel dù đều là những ông lớn bán dẫn, vẫn loay hoay trong cuộc đua hiệu năng và hệ sinh thái. AMD có dòng chip Instinct, Intel có Gaudi và Ponte Vecchio, nhưng chúng vẫn chưa thể bắt kịp về tốc độ xử lý, khả năng tối ưu năng lượng lẫn hỗ trợ phần mềm.

Trong khi đó, Nvidia liên tục tung ra các thế hệ GPU mới như H100, H200, Blackwell B200 – mỗi đời lại nhân đôi sức mạnh tính toán và tăng hiệu suất huấn luyện mô hình AI gấp nhiều lần.

Không chỉ mạnh ở “phần cứng”, Nvidia còn khéo léo khóa chặt thị trường bằng phần mềm. Các công cụ như TensorRT, cuDNN, NCCL hay nền tảng DGX Cloud biến toàn bộ hệ sinh thái Nvidia thành một “vườn khép kín”, nơi các nhà phát triển AI muốn làm việc hiệu quả thì buộc phải ở lại.

Sức mạnh song hành: phần cứng và phần mềm

Khác với nhiều hãng bán dẫn chỉ bán chip rồi phó mặc người dùng tự tối ưu, Nvidia chọn con đường kết hợp chặt giữa phần cứng và phần mềm.

Cụ thể phần cứng là GPU được thiết kế riêng cho AI, tối ưu hóa băng thông bộ nhớ và khả năng tính toán tensor. Còn phần mềm là hệ sinh thái lập trình CUDA và các framework AI cho phép khai thác tối đa sức mạnh phần cứng đó.

Sự kết hợp này tạo nên độc quyền hai tầng – “cứng và mềm” song hành. Người dùng mua GPU Nvidia không chỉ vì hiệu năng, mà vì cả hệ sinh thái đã quá hoàn thiện, quá thuận tiện và quá phổ biến. Nói cách khác, Nvidia không bán “chip”, họ bán hạ tầng của kỷ nguyên AI.

Sự bùng nổ của AI tạo sinh từ năm 2022 – với ChatGPT, Midjourney, Claude… – chính là cơn gió đẩy cánh buồm Nvidia đi xa. Để huấn luyện một mô hình ngôn ngữ lớn (LLM), cần hàng chục nghìn GPU chạy liên tục nhiều tuần. Chỉ riêng OpenAI, theo ước tính, đã sử dụng hơn 30.000 GPU Nvidia cho ChatGPT. Google, Meta, Amazon, xAI của Elon Musk… đều là khách hàng khổng lồ.

Mỗi đợt ra mắt mô hình mới đồng nghĩa hàng tỉ USD đổ về Nvidia. Họ không chỉ bán chip, mà còn cung cấp trung tâm dữ liệu trọn gói (DGX, HGX), dịch vụ điện toán đám mây AI và nền tảng Omniverse để mô phỏng thế giới ảo cho robot và xe tự hành.

Từ công ty phần cứng, Nvidia dần trở thành “Microsoft của thời AI”, kiểm soát toàn bộ tầng hạ tầng điện toán trí tuệ nhân tạo toàn cầu.

Nvidia đã thành đế chế 5.000 tỉ USD

Khi đối thủ chỉ còn là “người theo sau”

AMD có lợi thế giá rẻ và đang nỗ lực mở rộng phần mềm ROCm để cạnh tranh với CUDA, nhưng việc thu hút nhà phát triển vẫn quá khó. Intel thì trễ nhịp và vướng rào cản hiệu năng.

Trong khi đó, Nvidia đã đi trước hơn một thập kỷ trong việc xây dựng hệ sinh thái và quan hệ đối tác. Mọi trung tâm dữ liệu lớn – từ AWS, Microsoft Azure, Google Cloud đến Oracle – đều đã tối ưu cho GPU Nvidia.

Thậm chí, các mô hình AI thương mại mới được thiết kế ngay từ đầu theo kiến trúc Nvidia, khiến bất kỳ ai muốn chuyển sang nền tảng khác đều phải viết lại gần như toàn bộ mã nguồn. Chính điều này biến Nvidia từ nhà cung cấp linh kiện thành người định hình tiêu chuẩn công nghiệp.

Thành công của Nvidia còn là biểu tượng cho sự dịch chuyển của toàn bộ nền công nghệ toàn cầu. Nếu thập niên 2000 là kỷ nguyên của phần mềm (Microsoft, Google), thập niên 2010 là kỷ nguyên của nền tảng và dữ liệu (Apple, Meta), thì thập niên 2020 chính là kỷ nguyên của phần cứng AI – nơi Nvidia ngự trị trên đỉnh.

Giờ đây, mỗi ứng dụng AI – từ chatbot, dịch thuật, tổng hợp hình ảnh đến robot – đều vận hành nhờ GPU Nvidia. Các trung tâm dữ liệu trị giá hàng tỉ USD trên khắp thế giới đang chạy bằng công nghệ của họ. Một con chip từng được sinh ra để mô phỏng ánh sáng trong game giờ trở thành bộ não của thế giới kỹ thuật số.

Thách thức phía trước

Dù đang ở đỉnh cao, Nvidia không phải không có rủi ro. Chính phủ Mỹ đã bắt đầu kiểm soát và liên tục thay đổi chính sách trong xuất khẩu GPU cao cấp sang Trung Quốc. Trong khi đó, các đối thủ như Google (TPU), Amazon (Trainium), Meta (MTIA) đang tự phát triển chip AI nội bộ để giảm phụ thuộc.

Song ở thời điểm hiện tại, lợi thế công nghệ, quy mô và hệ sinh thái của Nvidia vẫn đủ lớn để giữ vững ngôi vương ít nhất trong vài năm tới. Đây không còn là cuộc chơi của chip đơn thuần, mà là cuộc đua nền tảng, nơi ai kiểm soát được công cụ và ngôn ngữ lập trình thì người đó nắm quyền lực thật sự.

Nhìn lại một quá trình, từ một startup nhỏ phục vụ ngành game, Nvidia đã biến GPU thành nền móng cho tương lai của máy tính nhân tạo. Công nghệ từng được thiết kế để làm cho hình ảnh trong trò chơi trở nên chân thực hơn giờ đây đang làm cho thế giới thực thông minh hơn.

Với 5.000 tỉ USD vốn hóa, Nvidia không chỉ là công ty phần cứng đắt giá nhất hành tinh - họ là hệ thần kinh của nền kinh tế AI toàn cầu. Và có lẽ, trong thế giới mà mọi cỗ máy đều cần “học”, “nghĩ” và “sáng tạo”, không ai hiểu rõ sức mạnh của việc xử lý song song hơn chính Nvidia - người đã đi từ bảng đồ họa của game thủ đến bộ não của nhân loại số.

Bùi Tú