Dự báo công nghệ năm 2024 (Phần I)

Mở rộng ranh giới của đổi mới sáng tạo, vào năm 2024, các công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học (ML) đã sẵn sàng để tạo ra tác động đáng kể, bằng cách hỗ trợ các công nghệ khác như 6G, điện toán đám mây, kết nối mạng và tự động hóa thiết kế điện tử (EDA) phát triển. Trong thông tin vô tuyến, năng lực của 5G sẽ được hiện thực hóa toàn phần, đồng thời, việc xác định các công nghệ và tiêu chuẩn 6G sẽ đạt được nhiều tiến bộ.

Năm 2024 cũng sẽ mang đến nhiều cải tiến trong lĩnh vực bán dẫn bao gồm chiplet, tiêu chuẩn mới, và quá trình đo kiểm và thiết kế bằng phần mềm sẽ tiếp tục thu hút sự chú ý. Ngoài ra, điện toán lượng tử sẽ chuyển đổi từ lý thuyết sang ứng dụng thực tế, với sự xuất hiện của điện toán lượng tử dạng dịch vụ (quantum-as-a-service).

Cụ thể, bà Ee Huei Sin, Chủ tịch bộ phận Các giải pháp công nghiệp điện tử tại Keysight Technologies đã phác thảo một số chi tiết về xu hướng và đổi mới sáng tạo công nghệ quan trọng mà Keysight tin rằng sẽ định hình năm 2024. 

1. Trí tuệ nhân tạo

Ứng dụng công nghệ AI để tối ưu hóa mạng 6G. AI đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa 6G. Tuy nhiên, đó sẽ không phải là AI tạo sinh sử dụng các mô hình ngôn ngữ lớn và các bộ dữ liệu khổng lồ đang bị thổi phồng quá mức như hiện nay. Thay vào đó là dữ liệu đặc thù cho từng lĩnh vực được kết hợp với sức mạnh của các mô hình AI và kiến thức chuyên môn về vô tuyến, giúp giải quyết các vấn đề cụ thể của ngành. Chẳng hạn, các thuật toán AI sẽ cải thiện giao diện không gian, giúp tối ưu hóa hệ thống 6G. Các phương án sử dụng khác bao gồm hoàn thiện phương pháp quản lý di động trong khi chuyển giao, quy hoạch trạm gốc và tối ưu hóa MIMO. Tuy nhiên, trước khi AI có thể gia tăng giá trị cho sự phát triển của 6G, công nghệ này cần phải ổn định hơn, dễ hiểu hơn và rẻ hơn đáng kể.

Tác động của AI lên thị trường điện toán đám mây. Các ứng dụng AI đòi hỏi năng lực và dung lượng bộ nhớ GPU lớn. Trước đây, trên thị trường điện toán đám mây có 3 đối thủ cạnh tranh lớn: AWS, Azure và GCP. Thế hệ thứ hai của Hạ tầng đám mây Oracle (OCI), với những ưu thế đáng kể về giá thành và hiệu năng trong việc huấn luyện GenAI đã tạo ra đối thủ cạnh tranh lớn thứ tư trên thị trường điện toán đám mây.

EDA bắt đầu ứng dụng AI. Đơn giản hóa các vấn đề phức tạp. Các kỹ thuật AI và ML mới bắt đầu được ứng dụng trong EDA, khi đội ngũ kỹ sư thiết kế khám phá các phương án sử dụng để đơn giản hóa các vấn đề phức tạp. Những hiểu biết này đặc biệt có giá trị trong quá trình phát triển và xác nhận các mô hình mô phỏng, thông qua hỗ trợ xử lý lượng dữ liệu lớn. Trong năm 2024, các tổ chức sẽ ứng dụng cả hai công nghệ này để mô hình hóa thiết bị cho các công nghệ quá trình chất bán dẫn III-V và silicon, cũng như mô hình hóa hệ thống cho các tiêu chuẩn đang được nghiên cứu ban hành chẳng hạn như 6G. 

Ee Huei Sin là Chủ tịch bộ phận Các giải pháp công nghiệp điện tử tại Keysight Technologies. 

2. Công nghệ truyền thông vô tuyến

5G tiếp tục được hoàn thiện và triển khai. Tới cuối năm 2023, có chưa tới 50 mạng 5G độc lập được triển khai thương mại trên thế giới. Trong vài năm tới, tốc độ chuyển dịch từ các mạng không độc lập sang các mạng độc lập sẽ được đẩy nhanh khi các kiến trúc này hỗ trợ được mạng 5G có thể lập trình hoàn toàn, tạo điều kiện cho các nhà khai thác mạng phát triển thêm các dịch vụ bổ sung cho dịch vụ băng rộng di động tăng cường. Quá trình triển khai mạng độc lập, cũng như việc ứng dụng công nghệ phân lớp mạng (network slicing) và xử lý giải quyết các nhược điểm và các vấn đề hiệu năng sẽ được tiếp tục đẩy mạnh. Ngoài ra, hệ sinh thái 5G sẽ phát triển để có thể hỗ trợ nhiều ngành nghề khác, ngoài các hoạt động chơi game và truy nhập mạng xã hội. Tất cả những điều đó sẽ đặt nền móng để ứng dụng 6G trong nhiều phương án sử dụng.

Quá nhiều tần số: Thách thức lớn với thị trường vô tuyến. Trong 5 năm tới, thị trường vô tuyến toàn cầu sẽ phải hỗ trợ và quản lý các mạng 2G, 4G, 5G và cả 6G. Đây là một công việc đầy khó khăn cả về kinh doanh và kỹ thuật. Trong bối cảnh hơn một phần năm dân số thế giới vẫn tiếp tục sử dụng 2G, các khu vực đang phát triển như Châu Phi và hầu hết Châu Á sẽ tiếp tục duy trì nhiều mạng thế hệ cũ cho tới cuối thập kỷ này.

6G sẽ không thay đổi hoàn toàn mạng lõi: 6G sẽ không có những điều chỉnh quá lớn về mạng lõi. Mạng lõi sẽ có thay đổi, nhưng không có những điều chỉnh chức năng lớn như khi chuyển đổi từ 4G sang 5G. Phần lớn thị trường vô tuyến giờ đây cho rằng thay đổi quá nhiều sẽ là sai lầm.

Metaverse: không chỉ là điểm đến giải trí. Mặc dù chủ đề của hầu hết các cuộc trao đổi về Metaverse là chơi game, công nghệ này sẽ thay đổi để hỗ trợ nhiều phương án sử dụng hơn so với những gì Meta đề xuất. Tới cuối thập kỷ này, thực tại ảo và thực tại mở rộng sẽ trở thành một phần trong cuộc sống thường nhật của chúng ta, và 6G sẽ có vai trò then chốt trong việc cung cấp băng thông và kết nối để hỗ trợ những môi trường tổng hợp này và tạo thuận lợi cho tương tác liền mạch giữa các thế giới ảo và thực.

Hài hòa phổ tần toàn cầu cho ứng dụng radar trong 6G. Hội nghị vô tuyến toàn cầu WRC được tổ chức cuối năm 2023 sẽ xác định băng tần sử dụng cho 6G và đưa ra kế hoạch hiện thực hóa việc hài hòa hóa phổ tần toàn cầu. Nhờ đó, các nhà khai thác sẽ có thể tạo ra quy mô kinh tế về linh kiện và giảm số lượng tần số phải quản lý.

3. Điện toán lượng tử

Từ lý thuyết đến thực tế, tiềm năng lượng tử. Công nghệ lượng tử cho phép chúng ta khai thác các định luật cơ bản của cơ học lượng tử để giải quyết các vấn đề hiện đang vô cùng khó khăn hoặc không thể giải quyết. Công nghệ lượng tử có thể giúp thực hiện các mô phỏng và tính toán phức tạp, truyền thông an toàn cũng như các kỹ thuật xử lý hình ảnh và cảm biến mạnh mẽ.

Phổ biến công nghệ lượng tự: sự xuất hiện của công nghệ lượng tử dạng dịch vụ (QaaS). Gánh nặng chi phí và nguồn lực để phát triển các phòng lab lượng tử là nguyên nhân xuất hiện của các nhà cung cấp điện toán lượng tử dạng dịch vụ (QaaS). Truy cập đám mây từ xa tới các bộ xử lý lượng tử, hệ thống đo kiểm để xác định đặc tính thiết bị và các xưởng đúc cung cấp dịch vụ chế tạo là các ví dụ về những dịch vụ đang được cung cấp, tạo điều kiện thu hút các doanh nghiệp khởi nghiệp đến với hệ sinh thái lượng tử. Theo thời gian, các nhà cung cấp QaaS sẽ giúp tiêu chuẩn hóa việc vận hành, xác định đặc tính và sản xuất thiết bị, tạo điều kiện so sánh đối chuẩn các bộ xử lý lượng tử và các công nghệ hỗ trợ liên quan đến qubit.

Theo tạp chí Điện tử và Ứng dụng