Phát triển phần mềm theo quy mô lớn với AI Agent: Tại sao cần phương pháp Spec-driven Development?

Phát triển phần mềm theo quy mô lớn với AI Agent: Tại sao cần phương pháp Spec-driven Development?

Các tác nhân AI tự chủ đang rút ngắn thời gian phát triển phần mềm từ vài tuần xuống còn vài ngày. Để mở rộng quy mô an toàn, các doanh nghiệp cần áp dụng phương pháp phát triển dựa trên thông số kỹ thuật (spec-driven development).

Có một khoảnh khắc trong mọi cuộc chuyển giao công nghệ khi những người áp dụng sớm không còn là những trường hợp ngoại lệ mà trở thành tiêu chuẩn chung. Chúng ta đang ở điểm đó trong phát triển phần mềm, nhưng hầu hết các đội ngũ vẫn chưa nhận ra điều đó.

Một năm trước, "vibe coding" (lập trình theo cảm hứng) đã trở nên phổ biến. Những người không phải lập trình viên và các lập trình viên mới vào nghề phát hiện ra rằng họ có thể xây dựng các ứng dụng vượt quá khả năng của mình nhờ AI. Nó đã hạ thấp ngưỡng vào cửa. Nó giúp việc tạo mẫu (prototyping) nhanh hơn nhiều, nhưng cũng mang lại một lượng lớn mã nguồn kém chất lượng. Điều mà ngành công nghiệp cần sau đó là một thứ gì đó nâng cao trần cao hơn — một thứ cải thiện chất lượng mã nguồn và hoạt động theo cách mà các lập trình viên chuyên gia nhất làm việc. Phát triển dựa trên thông số kỹ thuật (spec-driven development) đã làm được điều đó. Nó đặt nền móng cho các tác nhân mã hóa tự chủ đáng tin cậy.

Thông số kỹ thuật là mô hình niềm tin cho phát triển tự chủ

Hầu hết các cuộc thảo luận về mã nguồn do AI tạo ra thường tập trung vào việc liệu AI có thể viết code hay không. Câu hỏi khó hơn là liệu bạn có thể tin tưởng vào code đó không. Câu trả lời nằm ngay ở thông số kỹ thuật (spec).

Phát triển dựa trên thông số kỹ thuật bắt đầu với một ý tưởng có vẻ đơn giản: trước khi một tác nhân AI viết bất kỳ dòng code nào, nó phải làm việc dựa trên một thông số kỹ thuật có cấu trúc và giàu ngữ cảnh. Spec này định nghĩa rõ hệ thống cần làm gì, các thuộc tính của nó và ý nghĩa của từ "đúng". Thông số kỹ thuật này đóng vai trò là một hiện vật mà tác nhân sẽ sử dụng để suy luận trong suốt quá trình phát triển — khác biệt hoàn toàn với các phương pháp AI trước đây thường chỉ viết tài liệu sau khi đã viết xong code.

Các đội ngũ kỹ thuật tại các doanh nghiệp lớn đang xây dựng trên nền tảng này. Đội ngũ phát triển Kiro IDE đã sử dụng chính công cụ của mình để xây dựng môi trường lập trình có hỗ trợ spec-driven development, giúp rút ngắn thời gian xây dựng tính năng từ hai tuần xuống còn hai ngày. Một đội ngũ kỹ thuật của AWS đã hoàn thành dự án tái cấu trúc kéo dài 18 tháng — vốn cần 30 lập trình viên — chỉ với 6 người trong 76 ngày bằng cách sử dụng Kiro. Đội ngũ kỹ thuật của Amazon.com đã triển khai tính năng "Thêm vào giao hàng" (Add to Delivery) sớm hơn hai tháng so với kế hoạch nhờ áp dụng phương pháp này. Alexa+, Amazon Finance, Amazon Stores, AWS, Fire TV, Last Mile Delivery, Prime Video và nhiều đơn vị khác đều đang tích hợp spec-driven development vào quy trình xây dựng của họ.

Sự thay đổi này đang làm thay đổi mọi thứ trong quy trình phát triển.

Kiểm thử khả năng xác minh là chìa khóa để chạy các tác nhân tự chủ an toàn

Thông số kỹ thuật trở thành một động cơ chính xác tự động. Khi một nhà phát triển tạo ra 150 lần kiểm tra mã (check-ins) mỗi tuần với sự hỗ trợ của AI, không con người nào có thể xem xét thủ công khối lượng code đó. Thay vào đó, code được xây dựng dựa trên một thông số kỹ thuật cụ thể có thể được xác minh thông qua kiểm tra dựa trên thuộc tính (property-based testing) và các kỹ thuật AI neurosymbolic. Các kỹ thuật này tự động tạo ra hàng trăm trường hợp kiểm tra được dẫn xuất trực tiếp từ spec, kiểm tra các trường hợp góc mà con người khó có thể nghĩ ra để viết bằng tay. Những bài kiểm tra này chứng minh rằng code thỏa mãn các thuộc tính đã định nghĩa trong spec, vượt xa các bộ kiểm tra viết tay để đạt được hành vi có thể chứng minh là đúng đắn.

Kiểm thử khả năng xác minh cho phép chuyển từ lập trình "một phát ăn ngay" sang phát triển tự chủ liên tục. Phát triển hỗ trợ bởi AI truyền thống thường hoạt động theo kiểu một lần duy nhất: bạn đưa spec cho tác nhân, tác nhân tạo ra kết quả và quá trình kết thúc. Các tác nhân ngày nay liên tục tự sửa lỗi, đưa các lỗi xây dựng và kiểm tra thất bại trở lại quy trình suy luận của chính chúng, tạo thêm các bài kiểm tra để kiểm tra đầu ra của chúng, và lặp lại cho đến khi tạo ra thứ gì đó vừa hoạt động vừa có thể xác minh được. Spec là điểm neo giữ cho vòng lặp này không bị trôi dạt. Thay vì nhà phát triển phải liên tục kiểm tra xem tác nhân có đang đưa ra quyết định đúng hay không, tác nhân có thể tự kiểm tra mình dựa trên spec để đảm bảo đi đúng hướng.

Tác nhân tự chủ trong tương lai sẽ tự viết các spec của chính nó, sử dụng các thông số kỹ thuật làm cơ chế để tự sửa lỗi, xác minh và đảm bảo những gì nó tạo ra khớp với hành vi mong muốn của hệ thống.

Đa tác nhân, tự chủ và đang hoạt động ngay bây giờ

Các nhà phát triển đang dẫn dắt tốc độ hiện nay hoạt động theo một cách hoàn toàn khác. Họ dành nhiều thời gian để xây dựng spec, cũng như viết các tệp điều hướng (steering files) được sử dụng bởi spec để đảm bảo tác nhân biết cần xây dựng cái gì và cách xây dựng — thời gian này thậm chí còn nhiều hơn thời gian tác nhân dành để xây dựng phần mềm thực tế. Họ chạy nhiều tác nhân song song để phê bình một vấn đề từ nhiều góc độ khác nhau, cũng như chạy nhiều spec, mỗi spec được viết cho một thành phần khác nhau của hệ thống họ đang xây dựng. Họ để các tác nhân chạy trong nhiều giờ, thậm chí nhiều ngày. Họ sử dụng hàng nghìn tín dụng Kiro vì kết quả đầu ra xứng đáng với chi phí đó.

Một năm trước, các tác nhân thường mất ngữ cảnh và bị hỏng sau 20 phút. Bây giờ, mỗi tuần bạn có thể chạy chúng lâu hơn tuần trước. Các khả năng của tác nhân đã được cải thiện đáng kể trong sáu tháng qua đến mức các vấn đề phức tạp thực sự trở nên khả thi. Các mô hình LLM mới hơn hiệu quả hơn về token so với thế hệ trước, vì vậy với cùng một mức chi tiêu, bạn hoàn thành được công việc nhiều hơn rất nhiều.

Tuy nhiên, thách thức là để làm tốt điều này đòi hỏi chuyên môn sâu. Các công cụ, phương pháp luận và cơ sở hạ tầng đã tồn tại, nhưng việc điều phối chúng rất khó. Mục tiêu của Kiro là mang những khả năng có chuyên môn sâu này đến mọi nhà phát triển, không chỉ dành cho 1% hàng đầu đã tìm ra cách.

Cơ sở hạ tầng đang bắt kịp tham vọng

Các tác nhân sẽ có khả năng gấp mười lần trong vòng một năm. Đó là tốc độ cải thiện mà chúng ta đang thấy tuần này qua tuần khác.

Cơ sở hạ tầng để hỗ trợ mức khả năng đó đang hội tụ tại cùng một thời điểm. Các tác nhân hiện nay chạy trên đám mây thay vì chạy cục bộ, thực thi song song ở quy mô lớn với giao tiếp an toàn và đáng tin cậy giữa các hệ thống tác nhân. Các tổ chức hiện nay có thể chạy các khối lượng công việc của tác nhân theo cách họ chạy bất kỳ hệ thống phân tán cấp doanh nghiệp nào — với quản trị, kiểm soát chi phí và các đảm bảo độ tin cậy mà phần mềm nghiêm túc đòi hỏi. Phát triển dựa trên thông số kỹ thuật là kiến trúc của các hệ thống tự chủ trong tương lai.

Các nhà phát triển không còn bị giới hạn bởi cách họ muốn giải quyết vấn đề. Những nhà phát triển thịnh vượng trong thế giới này là những người đang xây dựng nền tảng đó ngay bây giờ: sử dụng phát triển dựa trên spec, ưu tiên khả năng kiểm tra và xác minh ngay từ đầu, làm việc với các tác nhân như những cộng sự và suy nghĩ theo hệ thống thay vì chỉ tập trung vào cú pháp.

Deepak Singh là Phó Chủ tịch Kiro tại AWS.