Samsung tung 'vũ khí hạng nặng' HBM4E, quyết giành 'ngôi vương' AI

Cổ phiếu của Samsung Electronics đã tăng mạnh tới 6,5% trong phiên giao dịch sau khi tập đoàn công nghệ Hàn Quốc thông báo bắt đầu gửi các mẫu thử nghiệm của dòng chip nhớ AI thế hệ mới HBM4E đến khách hàng trên toàn cầu.

Đây được xem là một cột mốc quan trọng trong nỗ lực giành lại vị thế dẫn đầu của Samsung trên thị trường bộ nhớ dành cho trí tuệ nhân tạo, lĩnh vực đang bùng nổ nhờ làn sóng đầu tư AI trên khắp thế giới.

Theo Samsung, sản phẩm mới mang tên HBM4E 12 lớp là chip bộ nhớ băng thông cao đầu tiên trong ngành đạt tốc độ truyền dữ liệu lên tới 16 Gigabit/giây, đồng thời cải thiện đáng kể hiệu quả năng lượng và khả năng tản nhiệt. Đây là những yếu tố then chốt đối với các hệ thống AI hiện đại, nơi hàng nghìn bộ xử lý phải hoạt động liên tục để huấn luyện và vận hành các mô hình ngôn ngữ lớn.

Thông tin này ngay lập tức tạo hiệu ứng tích cực trên thị trường chứng khoán Hàn Quốc. Nhà đầu tư coi đây là tín hiệu cho thấy Samsung đang dần thu hẹp khoảng cách với đối thủ lớn nhất hiện nay là SK Hynix, doanh nghiệp đang nắm lợi thế đáng kể trong lĩnh vực bộ nhớ AI cao cấp.

Vì sao chip HBM lại trở thành “vàng mới” của ngành bán dẫn?

Trong nhiều năm, bộ nhớ DRAM truyền thống là nguồn doanh thu chủ lực của Samsung. Tuy nhiên, sự bùng nổ của AI đã tạo ra một phân khúc hoàn toàn mới: bộ nhớ băng thông cao (HBM – High Bandwidth Memory).

Khác với DRAM thông thường được bố trí trên một mặt phẳng, HBM sử dụng công nghệ xếp chồng nhiều lớp bộ nhớ theo chiều dọc. Thiết kế này giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu, giảm độ trễ và tiết kiệm năng lượng. Đó là lý do các bộ xử lý AI hàng đầu hiện nay đều cần HBM để hoạt động hiệu quả.

Các hệ thống AI tiên tiến như GPU Rubin thế hệ tiếp theo của Nvidia hay bộ xử lý Ironwood TPU của Google đều được thiết kế để khai thác sức mạnh của bộ nhớ HBM. Khi các mô hình AI ngày càng lớn và phức tạp, nhu cầu đối với loại bộ nhớ này tiếp tục tăng với tốc độ chưa từng có.

Các tổ chức nghiên cứu thị trường quốc tế dự báo doanh thu HBM toàn cầu có thể tăng gấp nhiều lần trong vài năm tới khi các trung tâm dữ liệu AI được xây dựng hàng loạt tại Mỹ, châu Âu, Trung Đông và châu Á.

Trong bối cảnh đó, ai kiểm soát được công nghệ HBM tiên tiến nhất sẽ có cơ hội thu về hàng chục tỷ USD doanh thu.

HBM4E: “Vũ khí” mới của Samsung

Điểm nổi bật nhất của HBM4E là dung lượng lên tới 48GB nhờ cấu trúc xếp chồng 12 lớp DRAM. Con số này cao hơn hơn 30% so với thế hệ trước, cho phép các bộ xử lý AI lưu trữ và truy cập lượng dữ liệu lớn hơn trong thời gian ngắn hơn.

Samsung cũng tiết lộ kế hoạch mở rộng dòng sản phẩm HBM4E với các phiên bản 8 lớp dung lượng 32GB và 16 lớp dung lượng 64GB, tùy theo nhu cầu của khách hàng.

Về mặt kỹ thuật, HBM4E không chỉ tăng dung lượng mà còn giải quyết hai thách thức lớn nhất của AI hiện nay: tiêu thụ điện năng và nhiệt lượng phát sinh.

Khi các cụm máy chủ AI có thể chứa hàng chục nghìn GPU hoạt động đồng thời, chỉ cần cải thiện vài phần trăm hiệu suất năng lượng cũng giúp các nhà vận hành tiết kiệm hàng triệu USD chi phí điện mỗi năm. Vì vậy, những nâng cấp về hiệu quả năng lượng trên HBM4E có ý nghĩa rất lớn đối với các khách hàng trung tâm dữ liệu.

Ông Sang Joon Hwang, Phó Chủ tịch điều hành phụ trách phát triển bộ nhớ của Samsung, cho biết công ty sẽ tiếp tục mở rộng năng lực sản xuất và đầu tư cơ sở hạ tầng để thúc đẩy sự phát triển của thị trường bộ nhớ AI toàn cầu.

Mặc dù là nhà sản xuất bộ nhớ lớn nhất thế giới, Samsung lại không phải doanh nghiệp dẫn đầu trong phân khúc HBM cao cấp hiện nay.

Trong hai năm qua, SK Hynix đã nổi lên như đối tác chiến lược quan trọng của Nvidia. Nhiều thế hệ chip HBM được sử dụng trong các GPU AI cao cấp của Nvidia chủ yếu đến từ SK Hynix. Điều này giúp công ty Hàn Quốc giành được lợi thế lớn cả về doanh thu lẫn uy tín công nghệ.

Trong khi đó, Samsung gặp nhiều khó khăn trong việc đáp ứng các yêu cầu kiểm định nghiêm ngặt đối với bộ nhớ AI thế hệ mới. Một số báo cáo quốc tế trước đây cho biết Samsung đã phải thực hiện nhiều vòng tối ưu hóa để đạt được các tiêu chuẩn hiệu suất và tiêu thụ điện năng mà khách hàng AI hàng đầu yêu cầu.

Việc bắt đầu giao mẫu HBM4E vì thế được giới phân tích xem như tín hiệu cho thấy Samsung đang dần vượt qua các rào cản kỹ thuật và quay trở lại cuộc đua.

Đáng chú ý, Samsung đã bắt đầu gửi mẫu HBM4 tiêu chuẩn cho khách hàng từ tháng 2. Động thái mới với HBM4E cho thấy tiến trình phát triển sản phẩm đang được đẩy nhanh nhằm đáp ứng nhu cầu AI đang tăng trưởng mạnh.

Tái định hình cuộc đua chip AI toàn cầu

Sự kiện lần này không chỉ đơn thuần là việc ra mắt một sản phẩm mới. Nó phản ánh chiến lược dài hạn của Samsung trong bối cảnh AI đang định hình lại toàn bộ ngành công nghệ.

Trong nhiều năm, Samsung phụ thuộc đáng kể vào thị trường điện thoại thông minh và bộ nhớ truyền thống. Tuy nhiên, tốc độ tăng trưởng của các lĩnh vực này đã chậm lại. AI hiện được xem là động lực tăng trưởng lớn nhất cho ngành bán dẫn trong thập kỷ tới.

Nếu HBM4E được các khách hàng lớn như Nvidia, Google, Amazon hay Microsoft chấp nhận rộng rãi trong các trung tâm dữ liệu AI thế hệ tiếp theo, Samsung có thể giành lại một phần đáng kể thị phần đã mất vào tay SK Hynix.

Ngoài ra, việc làm chủ công nghệ HBM4E còn tạo nền tảng cho các thế hệ bộ nhớ tiên tiến hơn trong tương lai, đặc biệt khi thị trường bắt đầu hướng tới các hệ thống AI có quy mô hàng nghìn tỷ tham số.

Tuy nhiên, cuộc cạnh tranh sẽ không hề dễ dàng. Bên cạnh SK Hynix, hãng chip Mỹ Micron Technology cũng đang đầu tư mạnh vào HBM. Cuộc chiến công nghệ giữa ba “ông lớn” này sẽ quyết định ai trở thành nhà cung cấp bộ nhớ chủ đạo cho thế hệ siêu máy tính AI tiếp theo.

Trong ngắn hạn, phản ứng tích cực của thị trường chứng khoán cho thấy nhà đầu tư tin tưởng Samsung đang đi đúng hướng. Nhưng về dài hạn, thành công sẽ phụ thuộc vào việc công ty có thể chuyển các mẫu thử nghiệm hiện nay thành các hợp đồng sản xuất hàng loạt quy mô lớn hay không.

Dù vậy, việc HBM4E chính thức được gửi đến khách hàng toàn cầu là tín hiệu rõ ràng rằng Samsung đang tăng tốc trở lại trong cuộc đua AI. Sau giai đoạn bị đối thủ vượt mặt, tập đoàn Hàn Quốc đang đặt cược tương lai của mình vào bộ nhớ AI thế hệ mới, lĩnh vực được dự báo sẽ trở thành trung tâm của ngành bán dẫn toàn cầu trong nhiều năm tới.