Trung tâm dữ liệu AI tỏa nhiệt bao nhiêu và chúng nằm ở đâu?

Các gã khổng lồ công nghệ đang chạy đua xây dựng cơ sở hạ tầng phục vụ trí tuệ nhân tạo (AI). Tuy nhiên, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy các siêu quy mô AI – các nhà cung cấp dịch vụ đám mây quy mô lớn như Google, Amazon và Microsoft – cũng đang làm nóng mặt đất xung quanh chúng.

Một nghiên cứu do các nhà nghiên cứu từ Đại học Cambridge dẫn đầu đã phát hiện nhiệt độ bề mặt đất xung quanh các trung tâm dữ liệu AI tăng trung bình 2 độ C (3,6 độ F), với một số khu vực ghi nhận mức tăng lên tới 9 độ C (16,2 độ F). Các nhà nghiên cứu gọi đây là 'hiệu ứng đảo nhiệt dữ liệu'.

Tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu AI

Mỗi khi ai đó sử dụng ChatGPT, Gemini hay Claude, yêu cầu được xử lý tại một trung tâm dữ liệu – một cơ sở rộng lớn chứa đầy các máy tính chuyên dụng hoạt động 24 giờ mỗi ngày. Các trung tâm dữ liệu AI sử dụng chip mạnh mẽ, thực hiện hàng nghìn phép tính song song, và việc vận hành các mô hình lớn liên tục khiến chúng tiêu tốn nhiều năng lượng hơn nhiều so với máy chủ thông thường dùng để duyệt web.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), các trung tâm dữ liệu đã tiêu thụ khoảng 415 terawatt giờ (TWh) điện trong năm 2024, chiếm khoảng 1,5% tổng nguồn cung toàn cầu, với tốc độ tăng trưởng khoảng 15% mỗi năm trong 5 năm qua. Con số này được dự báo sẽ tăng gần gấp đôi, lên 945 TWh vào năm 2030.

Trong số đó, các trung tâm dữ liệu siêu quy mô là loại tiêu tốn nhiều năng lượng nhất. Theo IBM, chúng thường có ít nhất 5.000 máy chủ và chiếm diện tích tối thiểu 10.000 feet vuông (930 mét vuông). Các trung tâm này thường cần từ 100 đến 300 megawatt điện để vận hành, đủ để cung cấp năng lượng cho hàng trăm nghìn ngôi nhà. Lượng năng lượng đó tạo ra nhiệt lượng khổng lồ, phải được quản lý thông qua các hệ thống làm mát bằng chất lỏng tiên tiến, tiêu thụ một lượng nước lớn.

Một báo cáo của cơ quan tư vấn bền vững kỹ thuật số thuộc chính phủ Anh cho thấy một trung tâm dữ liệu siêu quy mô 100 megawatt có thể tiêu thụ khoảng 2,5 tỷ lít nước mỗi năm – tương đương nhu cầu hàng năm của 80.000 người.

Sự bùng nổ xây dựng trung tâm dữ liệu

Tính đến tháng 6 năm 2026, có hơn 11.600 trung tâm dữ liệu đang hoạt động trên toàn thế giới. Phần lớn tập trung tại Mỹ với hơn 4.300 trung tâm. Châu Âu là trung tâm lớn thứ hai, dẫn đầu là Vương quốc Anh (hơn 540), Đức (hơn 520) và Pháp (hơn 390). Tại châu Á, Trung Quốc (hơn 360) và Ấn Độ (hơn 300) dẫn đầu khu vực, trong khi Đông Nam Á đang mở rộng nhanh chóng. Theo Synergy Research Group, số lượng trung tâm dữ liệu siêu quy mô trên toàn cầu đã tăng gần gấp đôi kể từ năm 2021, từ 700 lên 1.297.

Lượng nhiệt do trung tâm dữ liệu AI tạo ra

Nghiên cứu từ Cambridge, Đại học Công nghệ Nanyang và các đơn vị khác cho thấy nhiệt độ bề mặt đất xung quanh các trung tâm dữ liệu AI tăng trung bình 2 độ C sau khi đi vào hoạt động, với ảnh hưởng có thể cảm nhận được trong phạm vi lên tới 10 km (6 dặm). Sử dụng dữ liệu vệ tinh của NASA, các nhà nghiên cứu đã đo nhiệt độ bề mặt đất toàn cầu từ năm 2004 đến 2024 và đối chiếu với hơn 11.000 vị trí trung tâm dữ liệu AI. Nghiên cứu tập trung vào 6.733 trung tâm nằm ngoài khu vực đông dân cư và phát hiện mức tăng nhiệt dao động từ 0,3 độ C đến 9,1 độ C.

Nghiên cứu chỉ ra rằng hơn 340 triệu người sống trong bán kính 10 km của một trung tâm dữ liệu có thể bị ảnh hưởng bởi sự gia tăng nhiệt độ – một tác động mà các nhà nghiên cứu mô tả là có 'ảnh hưởng đáng kể đến cộng đồng và phúc lợi khu vực' và cần được đưa vào cuộc thảo luận toàn cầu về AI bền vững với môi trường.

Các dự án đầu tư lớn

Ngân hàng đầu tư toàn cầu Goldman Sachs dự kiến tổng chi tiêu vốn từ 2025 đến 2030 cho bốn công ty siêu quy mô lớn nhất (Microsoft, Amazon, Alphabet và Meta) sẽ đạt 5,3 nghìn tỷ USD. Các dự án lớn sắp tới bao gồm: khuôn viên Hyperion trị giá 27 tỷ USD của Meta ở Louisiana; dự án mở rộng trung tâm dữ liệu nhiều giai đoạn trị giá 20 tỷ USD của Microsoft ở Wisconsin; khoản đầu tư 25 tỷ USD của Amazon vào cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu ở Mississippi; Dự án Spade trị giá 15 tỷ USD của Google tại Missouri; và Dự án Stargate của Oracle tại Texas, một siêu cụm AI dành riêng cho OpenAI với tổng công suất từ 1,2 GW đến 2 GW.