Mạng 5G Riêng cho AI Biên: Triển Khai Hạ Tầng GPU trong Nhà Máy

Cập nhật ngày 11 tháng 12, 2025

Cập nhật tháng 12/2025: Verizon/NVIDIA công bố giải pháp mạng 5G riêng + Mobile Edge Compute + AI Enterprise (tháng 12/2024). AI biên cắt giảm độ trễ suy luận từ hơn 100ms xuống dưới 15ms. Thị trường AI công nghiệp đạt 43,6 tỷ USD (2024), dự kiến đạt 153,9 tỷ USD vào năm 2030 (CAGR 23%). 50% doanh nghiệp dự kiến áp dụng điện toán biên vào năm 2025 (tăng từ 20% năm 2024).

Các nhà bán lẻ lớn đã triển khai máy chủ AI biên với GPU NVIDIA T4 trực tiếp tại cửa hàng, cắt giảm độ trễ suy luận từ hàng trăm mili giây xuống dưới 15 mili giây đồng thời loại bỏ chi phí băng thông đám mây.¹ Sự chuyển đổi này đòi hỏi mạng riêng có khả năng kết nối hạ tầng GPU phân tán với độ tin cậy và độ trễ thấp mà môi trường sản xuất và bán lẻ yêu cầu. Verizon và NVIDIA đã công bố giải pháp chung vào tháng 12/2024 kết hợp mạng 5G riêng với Mobile Edge Compute và phần mềm NVIDIA AI Enterprise, cho phép các dịch vụ AI thời gian thực tại cơ sở doanh nghiệp.² Sự hội tụ của 5G riêng và AI biên tạo ra các mô hình hạ tầng khác biệt so với triển khai trung tâm dữ liệu tập trung.

Thị trường AI công nghiệp toàn cầu đạt 43,6 tỷ USD vào năm 2024 với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm 23% được dự báo đến năm 2030, khi thị trường sẽ đạt 153,9 tỷ USD.³ Sản xuất, khai thác mỏ và cảng dẫn đầu trong triển khai mạng riêng theo phân tích của Omdia năm 2024.⁴ Đến năm 2025, các nhà phân tích dự đoán 50% doanh nghiệp sẽ áp dụng điện toán biên, tăng từ 20% năm 2024.⁵ Sự tăng trưởng phản ánh nhận thức rằng nhiều quy trình công nghiệp đòi hỏi quyết định trong mili giây mà kiến trúc đám mây không thể đáp ứng.

Tại sao 5G riêng cho phép AI biên

Nhiều lợi thế của điện toán biên bao gồm độ trễ siêu thấp và kiểm soát dữ liệu cục bộ chỉ đạt tiềm năng đầy đủ khi tài nguyên tính toán và lưu trữ kết hợp chặt chẽ với khả năng kết nối mạnh mẽ.⁶ 5G riêng cung cấp xương sống đáng tin cậy, tốc độ cao, bảo mật cho phép điện toán biên hoạt động ở tiềm năng tối đa.

Một hệ thống lắp ráp robot phát hiện lỗi chất lượng gặp độ trễ hơn 100 mili giây khi hình ảnh di chuyển đến đám mây và quay lại.⁷ Nhiều vòng điều khiển yêu cầu thời gian phản hồi khoảng 10 mili giây. Kiến trúc đám mây tiêu chuẩn đơn giản là không thể đáp ứng ngưỡng cho điều khiển công nghiệp thời gian thực. Mạng 5G riêng loại bỏ hành trình khứ hồi đến các trung tâm dữ liệu xa.

Kết nối chuyên dụng cho khuôn viên công nghiệp

Mạng 5G riêng cung cấp kết nối chuyên dụng cho khuôn viên công nghiệp, cách ly khối lượng công việc AI khỏi tắc nghẽn mạng công cộng.⁸ Phổ tần chuyên dụng đảm bảo băng thông và độ trễ nhất quán bất kể điều kiện mạng bên ngoài. Môi trường sản xuất đạt được độ tin cậy mạng phù hợp với yêu cầu thời gian hoạt động của hệ thống sản xuất.

Mobile Edge Compute tích hợp tài nguyên GPU trực tiếp vào hạ tầng 5G.⁹ Sự tích hợp đặt suy luận AI trong biên mạng thay vì yêu cầu hạ tầng tính toán riêng biệt. Doanh nghiệp truy cập tăng tốc GPU thông qua cùng một fabric mạng kết nối thiết bị công nghiệp.

Mô hình kiến trúc cho AI biên nhà máy

Triển khai AI biên nhà máy đòi hỏi các mô hình kiến trúc giải quyết các ràng buộc môi trường công nghiệp bao gồm điều kiện khắc nghiệt, bố cục phân tán và tích hợp với công nghệ vận hành.

Chiến lược đặt GPU

Các tổ chức triển khai máy chủ AI biên với GPU trực tiếp tại các địa điểm sản xuất thay vì trong các trung tâm dữ liệu tập trung. Chiến lược đặt giảm độ trễ đồng thời giữ dữ liệu sản xuất nhạy cảm tại chỗ. Suy luận cục bộ tránh chi phí băng thông của việc truyền video và dữ liệu cảm biến đến dịch vụ đám mây.

Giải pháp Verizon-NVIDIA kết hợp mạng 5G riêng bảo mật, độ trễ thấp với NVIDIA NIM microservices cho suy luận AI.¹⁰ Các bản demo bắt đầu vào đầu năm 2025 cho thấy các triển khai thực tế kết hợp mạng không dây riêng với dịch vụ AI container hóa. Cách tiếp cận này cho phép triển khai AI tiêu chuẩn hóa trên nhiều cơ sở sử dụng hạ tầng mạng riêng nhất quán.

Thị giác và điều khiển thời gian thực

Nhiều nhà sản xuất triển khai các node điện toán biên giao tiếp trực tiếp với robot qua mạng tốc độ cao cục bộ hoặc mạng 5G riêng.¹¹ Các node xử lý dữ liệu thị giác hoặc lidar từ robot và gửi lại hướng dẫn ngay lập tức. Kiến trúc cho phép điều khiển vòng kín với ngân sách độ trễ không thể đáp ứng thông qua kết nối đám mây.

Kiểm tra chất lượng đại diện cho trường hợp sử dụng AI biên phổ biến. Camera chụp hình ảnh sản phẩm, GPU cục bộ chạy mô hình phát hiện lỗi, và hệ thống kích hoạt phân loại hoặc loại bỏ trong cửa sổ thời gian của dây chuyền sản xuất. Toàn bộ pipeline từ chụp hình đến kích hoạt vật lý hoàn thành trước khi sản phẩm tiếp theo đến.

Kiến trúc đám mây-biên kết hợp

Hạ tầng kết hợp mang lại khả năng mở rộng trong cả dung lượng lưu trữ và tính toán đồng thời giữ các khối lượng công việc nhạy cảm với độ trễ ở biên.¹² Các tổ chức huấn luyện mô hình trong các trung tâm dữ liệu tập trung với quyền truy cập vào các cụm GPU lớn và bộ dữ liệu toàn diện. Mô hình đã huấn luyện triển khai đến các vị trí biên để suy luận với dữ liệu sản xuất.

Kiến trúc phân tách các mối quan tâm một cách phù hợp. Huấn luyện đòi hỏi mật độ tính toán và tổng hợp dữ liệu mà các vị trí biên không thể cung cấp. Suy luận đòi hỏi độ trễ mà các vị trí tập trung không thể đáp ứng. 5G riêng kết nối các node suy luận biên với hạ tầng huấn luyện trung tâm để cập nhật mô hình và thu thập telemetry.

Giải pháp và đối tác ngành

Thị trường AI biên 5G riêng thu hút các nhà cung cấp viễn thông và công nghệ lớn với các giải pháp tích hợp.

Hợp tác Verizon-NVIDIA

Giải pháp của Verizon cho phép nhiều ứng dụng AI chạy trên mạng 5G riêng đáng tin cậy với Mobile Edge Compute riêng.¹² Sự kết hợp mang lại các dịch vụ AI thời gian thực mạnh mẽ tại chỗ cho khách hàng doanh nghiệp. Nền tảng phần mềm NVIDIA AI Enterprise và NIM microservices cung cấp stack AI trong khi Verizon cung cấp hạ tầng mạng.

Đối tác giải quyết thách thức tích hợp mà trước đây yêu cầu doanh nghiệp lắp ráp giải pháp từ nhiều nhà cung cấp. Một nhà cung cấp giải pháp duy nhất đơn giản hóa mua sắm, triển khai và hỗ trợ cho các tổ chức thiếu chuyên môn hạ tầng 5G hoặc AI chuyên biệt.

Danh mục AI biên NTT Data

NTT Data cung cấp điện toán biên được quản lý hoàn toàn tích hợp Edge AI, 5G Riêng và IoT để xử lý thời gian thực, tự động hóa và hiệu quả vận hành.¹³ Khách hàng bao gồm các nhà sản xuất như LyondellBasell và BMW Innovation Hub. Mô hình dịch vụ quản lý giảm gánh nặng vận hành cho các tổ chức thích tiêu thụ AI biên như một dịch vụ thay vì xây dựng năng lực nội bộ.

Giải pháp sản xuất Ericsson

Ericsson định vị 5G riêng và điện toán biên như động lực của thông tin chi tiết thời gian thực trong sản xuất.¹⁴ Các giải pháp công nghiệp của công ty kết hợp chuyên môn di động với đối tác điện toán biên để giải quyết yêu cầu kết nối nhà máy. Cách tiếp cận nhận ra rằng môi trường sản xuất đòi hỏi giải pháp được xây dựng có mục đích thay vì CNTT doanh nghiệp được tái sử dụng.

Triển khai hạ tầng AI biên

Các tổ chức triển khai AI biên 5G riêng đối mặt với thách thức triển khai bao gồm kỹ thuật không dây, hạ tầng GPU và tích hợp công nghiệp.

Đánh giá và lập kế hoạch địa điểm

Môi trường nhà máy đặt ra thách thức RF bao gồm cấu trúc kim loại, thiết bị di chuyển và nhiễu điện từ từ máy móc công nghiệp. Khảo sát địa điểm phải đặc trưng hóa môi trường RF trước khi thiết kế mạng. Yêu cầu phủ sóng bao gồm sàn sản xuất, kho hàng và khu vực ngoài trời kết nối các tòa nhà.

Hạ tầng điện và làm mát tại các vị trí biên có thể không đáp ứng yêu cầu GPU mà không cần nâng cấp. Một rack máy chủ AI tiêu thụ hàng kilowatt điện và tạo ra nhiệt lượng đáng kể. Các vị trí nhà máy có thể yêu cầu sửa đổi điện và HVAC để hỗ trợ lắp đặt điện toán biên.

Tích hợp với công nghệ vận hành

Hệ thống AI biên phải tích hợp với hệ thống điều khiển công nghiệp hiện có, nền tảng SCADA và hệ thống thực thi sản xuất. Sự tích hợp đòi hỏi hiểu biết về giao thức công nghiệp và yêu cầu an toàn khác với CNTT doanh nghiệp. Các tổ chức cần đối tác có cả chuyên môn AI và công nghệ vận hành.

550 kỹ sư hiện trường của Introl hỗ trợ triển khai AI biên yêu cầu hạ tầng GPU trong môi trường công nghiệp.¹⁵ Công ty xếp hạng #14 trong Inc. 5000 năm 2025 với tăng trưởng ba năm 9.594%, phản ánh nhu cầu dịch vụ hạ tầng chuyên nghiệp bao gồm triển khai trung tâm dữ liệu và biên.¹⁶

Triển khai biên trên 257 địa điểm toàn cầu đòi hỏi thực hành triển khai nhất quán bất kể địa lý.¹⁷ Introl quản lý triển khai lên đến 100.000 GPU với hơn 40.000 dặm hạ tầng mạng cáp quang, cung cấp quy mô cho các tổ chức triển khai AI biên trên nhiều cơ sở sản xuất.¹⁸

Cân nhắc bảo mật

Mạng 5G riêng đòi hỏi kiến trúc bảo mật bảo vệ cả hạ tầng mạng và khối lượng công việc AI. Xác thực thiết bị dựa trên SIM, network slicing để cách ly khối lượng công việc và mã hóa bảo vệ dữ liệu trong quá trình truyền. Các node điện toán biên đòi hỏi bảo mật vật lý, secure boot và bảo vệ runtime phù hợp với môi trường sản xuất.

Phổ tần chuyên dụng của 5G riêng cung cấp cách ly vốn có khỏi mạng công cộng, nhưng các tổ chức vẫn phải bảo vệ chống lại mối đe dọa nội bộ và truy cập vật lý. Các vị trí biên thiếu bảo mật vật lý của các trung tâm dữ liệu được xây dựng có mục đích.

Quỹ đạo AI công nghiệp

5G sẽ tạo ra 12 nghìn tỷ USD sản lượng kinh tế toàn cầu vào năm 2035, với các thiết bị hỗ trợ AI đóng vai trò then chốt trong chuyển đổi sản xuất, logistics và các ngành công nghiệp khác.¹⁹ AI biên 5G riêng đại diện cho sự hội tụ cho phép chuyển đổi đó.

Các tổ chức bắt đầu các sáng kiến số hóa nhà máy nên đánh giá 5G riêng như hạ tầng cho phép triển khai AI. Sự kết hợp cung cấp nền tảng kết nối cho các ứng dụng từ kiểm tra chất lượng qua bảo trì dự đoán đến robot di động tự động. Đầu tư sớm vào hạ tầng mạng riêng mang lại lợi ích khi các trường hợp sử dụng AI mở rộng trên các hoạt động.

Sự tích hợp chuyên môn viễn thông và AI sẽ ngày càng tạo ra sự khác biệt cho các triển khai AI công nghiệp thành công. Các tổ chức thiếu năng lực nội bộ trong cả hai lĩnh vực nên tìm kiếm đối tác cung cấp giải pháp tích hợp thay vì cố gắng lắp ráp các thành phần độc lập. AI biên 5G riêng đại diện cho một danh mục hạ tầng hoàn toàn mới đòi hỏi năng lực vận hành mới.

Tài liệu tham khảo