Trong bối cảnh các tập đoàn công nghệ chạy đua xây dựng hạ tầng phục vụ trí tuệ nhân tạo (AI), ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy các nhà cung cấp dịch vụ đám mây quy mô siêu lớn (hyperscaler) như Google, Amazon hay Microsoft đang góp phần làm nóng khu vực xung quanh các cơ sở của họ. Một nghiên cứu do các nhà khoa học thuộc Đại học Cambridge dẫn đầu cho thấy nhiệt độ bề mặt đất quanh các trung tâm dữ liệu AI tăng trung bình 2 độ C, trong khi một số khu vực ghi nhận mức tăng lên tới 9 độ C.
Các nhà nghiên cứu gọi hiện tượng này là “đảo nhiệt dữ liệu” (data heat island effect). Vậy hiện tượng này là gì, các trung tâm dữ liệu AI tập trung ở đâu và ảnh hưởng như thế nào tới những cộng đồng sinh sống gần đó?
Trung tâm dữ liệu AI tiêu thụ bao nhiêu năng lượng?
Mỗi khi người dùng sử dụng các công cụ AI như ChatGPT, Gemini hay Claude, yêu cầu sẽ được xử lý tại các trung tâm dữ liệu - những cơ sở quy mô lớn chứa hàng nghìn máy tính chuyên dụng hoạt động liên tục 24 giờ mỗi ngày. Các trung tâm dữ liệu AI sử dụng những con chip hiệu năng cao có khả năng thực hiện hàng nghìn phép tính song song. Việc vận hành liên tục các mô hình AI lớn khiến chúng tiêu tốn năng lượng nhiều hơn đáng kể so với các máy chủ thông thường phục vụ 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, tương đương khoảng 1,5% tổng nguồn cung điện toàn cầu. Trong 5 năm qua, mức tiêu thụ điện của lĩnh vực này tăng trung bình khoảng 15% mỗi năm và được dự báo gần như tăng gấp đôi, lên 945 TWh vào năm 2030.
Trong số các cơ sở tiêu tốn nhiều năng lượng nhất là những trung tâm dữ liệu hyperscale - các cơ sở quy mô cực lớn do các tập đoàn công nghệ xây dựng để phục vụ điện toán đám mây và AI trên phạm vi toàn cầu. Theo IBM, một trung tâm dữ liệu hyperscale thường có ít nhất 5.000 máy chủ và diện tích tối thiểu khoảng 930 m².
Các trung tâm dữ liệu loại này thường cần từ 100 đến 300 megawatt điện để vận hành liên tục, tương đương lượng điện đủ cung cấp cho hàng trăm nghìn hộ gia đình. Lượng điện năng khổng lồ đó tạo ra nhiệt lượng rất lớn, buộc các doanh nghiệp phải sử dụng những hệ thống làm mát bằng chất lỏng tiên tiến, đồng thời tiêu thụ lượng nước đáng kể.
Một báo cáo của cơ quan tư vấn về phát triển bền vững kỹ thuật số của Chính phủ Anh cho thấy, một trung tâm dữ liệu hyperscale công suất 100 MW có thể sử dụng khoảng 2,5 tỷ lít nước mỗi năm - tương đương nhu cầu sử dụng nước hằng năm của khoảng 80.000 người.
Bùng nổ xây dựng trung tâm dữ liệu AI trên toàn cầu
Hoạt động xây dựng các trung tâm dữ liệu phục vụ AI đang tăng tốc chưa từng có. Tính đến tháng 6/2026, thế giới có hơn 11.600 trung tâm dữ liệu đang hoạt động.
Mỹ hiện là quốc gia sở hữu nhiều trung tâm dữ liệu nhất, với hơn 4.300 cơ sở theo thống kê của Data Center Map - cơ sở dữ liệu cộng đồng chuyên theo dõi vị trí các trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới.
Châu Âu là trung tâm lớn thứ hai. Anh dẫn đầu khu vực với hơn 540 cơ sở, tập trung chủ yếu quanh thủ đô London, tiếp theo là Đức với hơn 520 cơ sở và Pháp với hơn 390 cơ sở.
Tại châu Á, Trung Quốc với hơn 360 trung tâm dữ liệu và Ấn Độ với hơn 300 cơ sở đang dẫn đầu khu vực. Trong khi đó, Đông Nam Á đang nổi lên là một trong những thị trường phát triển nhanh nhất về năng lực trung tâm dữ liệu và ứng dụng điện toán đám mây.
Theo Synergy Research Group, số lượng trung tâm dữ liệu hyperscale trên toàn cầu đã gần như tăng gấp đôi kể từ năm 2021, từ 700 lên 1.297 cơ sở.
Trung tâm dữ liệu AI tỏa nhiệt lớn đến mức nào?
Nghiên cứu do các nhà khoa học từ Đại học Cambridge, Đại học Công nghệ Nanyang (Singapore) cùng nhiều tổ chức khác thực hiện cho thấy nhiệt độ bề mặt đất quanh các trung tâm dữ liệu AI tăng trung bình 2 độ C sau khi các cơ sở này đi vào hoạt động, với tác động có thể lan xa tới 10 km.
Hiện tượng này tương tự hiệu ứng “đảo nhiệt đô thị”, khi các hoạt động của con người tập trung dày đặc khiến nhiệt độ trong thành phố cao hơn khu vực nông thôn xung quanh.
Sử dụng dữ liệu vệ tinh của NASA, nhóm nghiên cứu đã đo nhiệt độ bề mặt đất trên phạm vi toàn cầu trong giai đoạn 2004-2024 và đối chiếu với hơn 11.000 vị trí trung tâm dữ liệu AI trên thế giới.
Nghiên cứu tập trung vào 6.733 trung tâm dữ liệu nằm ngoài các khu vực dân cư đông đúc, đồng thời so sánh nhiệt độ tại các địa điểm này sau khi trung tâm đi vào hoạt động với mức nền trung bình trong 5 năm trước đó. Kết quả cho thấy mức tăng nhiệt độ dao động từ 0,3 độ C đến 9,1 độ C.
Theo nghiên cứu, hơn 340 triệu người sinh sống trong phạm vi 10 km quanh các trung tâm dữ liệu có thể chịu tác động từ sự gia tăng nhiệt độ này. Các nhà khoa học nhận định đây là yếu tố có “ảnh hưởng đáng kể tới cộng đồng và phúc lợi khu vực”, đồng thời cần được đưa vào các cuộc thảo luận toàn cầu về phát triển AI theo hướng bền vững với môi trường.
Nhiệt lượng từ trung tâm dữ liệu có thể ảnh hưởng xa đến đâu?
Mặc dù phần lớn các trung tâm dữ liệu được xây dựng trong các khu công nghiệp, cách xa khu dân cư đông đúc, lượng nhiệt thải ra vẫn có thể tạo nên các hiện tượng “đảo nhiệt dữ liệu” cục bộ.
Nghiên cứu cho thấy hiện tượng nóng lên này có thể được ghi nhận trong phạm vi tới 10 km tính từ trung tâm dữ liệu. Nhiệt độ gia tăng có thể gây thêm áp lực đối với các cộng đồng lân cận thông qua những tác động tới sức khỏe, nhu cầu tiêu thụ năng lượng cũng như chất lượng cuộc sống nói chung.
Theo các nhà nghiên cứu, khu vực nằm trong bán kính 10 km quanh các trung tâm dữ liệu AI lớn trên thế giới là những nơi có nguy cơ chịu ảnh hưởng rõ rệt nhất từ hiệu ứng nóng lên cục bộ này.
Chi 5.300 tỷ USD cho cuộc đua hạ tầng AI
Ngân hàng đầu tư Goldman Sachs dự báo tổng chi tiêu vốn của 4 tập đoàn hyperscaler lớn nhất thế giới gồm Microsoft, Amazon, Alphabet và Meta sẽ đạt khoảng 5.300 tỷ USD trong giai đoạn 2025-2030.
Một số dự án đáng chú ý đang được triển khai gồm: Khuôn viên trung tâm dữ liệu Hyperion của Meta tại bang Louisiana, trị giá 27 tỷ USD; Dự án mở rộng nhiều giai đoạn khuôn viên trung tâm dữ liệu của Microsoft tại bang Wisconsin với tổng vốn đầu tư 20 tỷ USD; Khoản đầu tư 25 tỷ USD của Amazon vào hạ tầng trung tâm dữ liệu tại bang Mississippi; Dự án Spade của Google, khuôn viên trung tâm dữ liệu hyperscale trị giá 15 tỷ USD tại New Florence, bang Missouri; Dự án Stargate của Oracle tại Abilene, bang Texas - một siêu cụm AI quy mô lớn dành riêng cho OpenAI, với tổng công suất từ 1,2 GW đến 2 GW.
