Τα κέντρα δεδομένων που τροφοδοτούν την τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσαν να καταναλώνουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από ολόκληρες πόλεις

Οι απαιτήσεις ηλεκτρικής ενέργειας για τεχνητή νοημοσύνη και υπολογιστικό νέφος αυξάνονται τόσο πολύ που οι επιμέρους πανεπιστημιουπόλεις κέντρων δεδομένων θα μπορούσαν σύντομα να καταναλώνουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από ορισμένες πόλεις και ακόμη και ολόκληρες πολιτείες των ΗΠΑ, σύμφωνα με τις εταιρείες που αναπτύσσουν αυτές τις εγκαταστάσεις.

Η κατανάλωση ενέργειας στα κέντρα δεδομένων έχει αυξηθεί απότομα τα τελευταία 10 χρόνια, μαζί με τον ολοένα και πιο σημαντικό ρόλο τους στην οικονομία, στεγάζοντας τους διακομιστές που τροφοδοτούν τις εφαρμογές στις οποίες βασίζονται οι επιχειρήσεις και οι καταναλωτές για την ολοκλήρωση των καθημερινών εργασιών.

Τώρα, με την έλευση της τεχνητής νοημοσύνης, τα κέντρα δεδομένων γίνονται τόσο μεγάλα που η εύρεση αρκετής ενέργειας για τη λειτουργία τους και αρκετή κατάλληλη γη για να τα στεγάσει θα γίνεται όλο και πιο δύσκολη, λένε οι προγραμματιστές. Αυτές οι εγκαταστάσεις θα μπορούσαν να απαιτούν ένα γιγαβάτ ή περισσότερο ηλεκτρική ενέργεια – ένα δισεκατομμύριο βατ – ή περίπου το διπλάσιο από τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας για κατοικίες στην περιοχή του Πίτσμπουργκ πέρυσι.

Οι εταιρείες τεχνολογίας βρίσκονται σε «αγώνα για παγκόσμια κυριαρχία» στην τεχνητή νοημοσύνη, δήλωσε ο Ali Fenn, πρόεδρος της Lancium, μιας εταιρείας που παρέχει γη και ενέργεια για κέντρα δεδομένων στο Τέξας. «Ειλικρινά, πρόκειται για την εθνική ασφάλεια και την οικονομική ασφάλεια», είπε. «Θα συνεχίσουν να ξοδεύουν» γιατί δεν υπάρχει καλύτερο μέρος για να παρκάρετε το κεφάλαιο.

Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας από μόνες τους δεν θα είναι αρκετές για να καλύψουν τις ανάγκες τους σε ηλεκτρική ενέργεια. Το φυσικό αέριο θα έχει έναν ρόλο να παίξει, επιβραδύνοντας την πρόοδο προς τους στόχους εκπομπών άνθρακα, λένε οι προγραμματιστές.

(Μάθετε ποιες ενέργειες βοηθούν στην αποκατάσταση του ενεργειακού δικτύου της χώρας εδώ..)

Ανεξάρτητα από το από πού προέρχεται η ισχύς, τα κέντρα δεδομένων είναι τώρα σε τέτοια κλίμακα που έχουν αρχίσει να «χρησιμοποιούν την υπάρχουσα υποδομή κοινής ωφέλειας», δήλωσε ο Nat Sahlstrom, διευθυντής ενέργειας στην Tract, μια εταιρεία του Ντένβερ που προστατεύει γη, υποδομές και ενεργειακούς πόρους. για τέτοια αντικείμενα.

Και “ο αγωγός της διαθέσιμης γης σε αυτή τη χώρα, δηλαδή, γης σε μια βιομηχανική ζώνη που θα μπορούσε να είναι κατάλληλη για περίπτωση χρήσης κέντρου δεδομένων, περιορίζεται ολοένα και περισσότερο”, δήλωσε ο Sahlstrom, ο οποίος προηγουμένως ήταν επικεφαλής της ενέργειας, του νερού και της βιωσιμότητας της Amazon. ομάδες.

Έξω από τη Βιρτζίνια

Καθώς η γη και η ισχύς περιορίζονται όλο και περισσότερο, τα κέντρα δεδομένων επεκτείνονται σε νέες αγορές εκτός του μακροχρόνιου παγκόσμιου κόμβου στη βόρεια Βιρτζίνια, είπε ο Sahlstrom. Το ηλεκτρικό δίκτυο που εξυπηρετεί τη Βιρτζίνια αντιμετωπίζει διαφαινόμενες προκλήσεις αξιοπιστίας. Η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας αναμένεται να αυξηθεί ενώ η προσφορά αναμένεται να μειωθεί λόγω της απόσυρσης του άνθρακα και ορισμένων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με καύση αερίου.

Η Tract, για παράδειγμα, έχει συγκεντρώσει περισσότερα από 23.000 στρέμματα γης για την κατασκευή κέντρων δεδομένων σε όλες τις ΗΠΑ, με μεγάλες εκμεταλλεύσεις στην κομητεία Maricopa της Αριζόνα, όπου βρίσκεται το Phoenix, και την κομητεία Story της Νεβάδα, κοντά στο Ρίνο.

Η Tract αγόρασε πρόσφατα σχεδόν 2.100 στρέμματα γης στο Buckeye της Αριζόνα, με σχέδια να αναπτύξει τη γη σε μια από τις μεγαλύτερες πανεπιστημιουπόλεις κέντρων δεδομένων στη χώρα. Η ιδιωτική εταιρεία συνεργάζεται με εταιρείες κοινής ωφέλειας για να παρέχει χωρητικότητα έως και 1,8 γιγαβάτ για μια εγκατάσταση ικανή να υποστηρίζει έως και 40 ξεχωριστά κέντρα δεδομένων.

Για το πλαίσιο, σύμφωνα με μια ανάλυση του CNBC που χρησιμοποιεί δεδομένα από το Υπουργείο Ενέργειας και το Γραφείο Απογραφής, μια πανεπιστημιούπολη κέντρου δεδομένων με μέγιστη κατανάλωση ενός γιγαβάτ είναι περίπου ισοδύναμη με τη μέση ετήσια κατανάλωση περίπου 700.000 σπιτιών ή μια πόλη περίπου 1,8 εκατομμύρια άνθρωποι. .

Μια πανεπιστημιούπολη κέντρου δεδομένων αυτού του μεγέθους θα καταναλώνει περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια σε ένα χρόνο από τις λιανικές πωλήσεις ηλεκτρικής ενέργειας στην Αλάσκα, το Ρόουντ Άιλαντ ή το Βερμόντ, σύμφωνα με το Υπουργείο Ενέργειας.

Μια πανεπιστημιούπολη κέντρου δεδομένων γιγαβάτ που λειτουργεί ακόμη και στο χαμηλότερο άκρο της ζήτησης αιχμής εξακολουθεί να ισοδυναμεί περίπου με έναν πληθυσμό περίπου 330.000 νοικοκυριών ή μια πόλη με περισσότερους από 800.000 ανθρώπους – περίπου τον πληθυσμό του Σαν Φρανσίσκο.

Το μέσο μέγεθος μεμονωμένων κέντρων δεδομένων που λειτουργούν από μεγάλες εταιρείες τεχνολογίας είναι επί του παρόντος περίπου 40 μεγαβάτ, αλλά ο αριθμός των πανεπιστημιουπόλεων με χωρητικότητα 250 μεγαβάτ ή περισσότερο αυξάνεται στο εγγύς μέλλον, σύμφωνα με την Boston Consulting Group.

Στις ΗΠΑ, ο αριθμός των πανεπιστημιουπόλεων κέντρων δεδομένων 500 μεγαβάτ ή περισσότερο, που ισοδυναμεί με μισό γιγαβάτ, αναμένεται να αυξηθεί μεταξύ της δεκαετίας του 2030 και των μέσων της δεκαετίας του 2040, σύμφωνα με την BCG. Οι ιδιοκτησίες αυτού του μεγέθους είναι συγκρίσιμες με περίπου 350.000 σπίτια, σύμφωνα με ανάλυση του CNBC.

«Φυσικά, το μέσο μέγεθος των κέντρων δεδομένων θα αυξάνεται με γρήγορους ρυθμούς από τώρα έως το 2030», δήλωσε η Vivian Lee, διευθύνουσα σύμβουλος και συνεργάτης της BCG.

Το Τέξας γίνεται μια ολοένα και πιο ελκυστική αγορά χάρη σε ένα λιγότερο επαχθές ρυθμιστικό περιβάλλον και άφθονους ενεργειακούς πόρους που είναι ευκολότερο να προσαρμοστούν σε συγκεκριμένες τοποθεσίες, είπε ο Sahlstrom. «Το Τέξας είναι ίσως το καλύτερο πειραματικό εργαστήριο στον κόσμο για την ανάπτυξη εγχώριων ενεργειακών λύσεων», είπε ο ειδικός στον τομέα της ενέργειας.

Η Lancium με έδρα το Χιούστον άνοιξε τις εγκαταστάσεις το 2017 με την ιδέα να φέρει τα μεγάλα ηλεκτρικά φορτία πιο κοντά σε άφθονες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στο δυτικό και κεντρικό Τέξας, δήλωσε ο Fenn, πρόεδρος της εταιρείας. Αρχικά, εστιάζοντας στην εξόρυξη κρυπτονομισμάτων, η Lancium στράφηκε αργότερα στην παροχή δυνατοτήτων τεχνητής νοημοσύνης με την εισαγωγή του ChatGPT στα τέλη του 2022.

Σήμερα, το Lancium διαθέτει πέντε πανεπιστημιουπόλεις κέντρων δεδομένων σε διάφορα στάδια κατασκευής. Η πανεπιστημιούπολη 1.000 στρεμμάτων στο Abilene αναμένεται να ανοίξει το πρώτο τρίμηνο του 2025 με χωρητικότητα 250 μεγαβάτ, η οποία θα αυξηθεί σε 1,2 γιγαβάτ το 2026.

Σύμφωνα με τη Fenn, η ελάχιστη απαίτηση ισχύος για τους πελάτες των κέντρων δεδομένων Lancium είναι τώρα τα γιγαβάτ, με μελλοντικά σχέδια να αυξηθεί σε τρία έως πέντε γιγαβάτ.

Για κέντρα δεδομένων αυτού του μεγέθους, είπε ο Fenn, οι προγραμματιστές πρέπει να διασφαλίσουν ότι δεν αυξάνει το κόστος ενέργειας σε κοντινές κοινότητες και διατηρεί την αξιοπιστία του δικτύου. Η ενσωμάτωση τέτοιων εγκαταστάσεων με νέα παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι κρίσιμης σημασίας, είπε.

«Τα κέντρα δεδομένων πρέπει να συνεργαστούν με τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας, τους χειριστές συστημάτων και τις κοινότητες για να αποδείξουν πραγματικά ότι αυτά τα πράγματα είναι περιουσιακά στοιχεία για το δίκτυο, όχι υποχρεώσεις προς το δίκτυο», είπε ο Fenn. «Κανείς δεν θα συνεχίσει να εγκρίνει» τέτοια έργα εάν αυξάνουν τους οικιακούς και εμπορικούς συντελεστές ηλεκτρικής ενέργειας.

Πανεπιστημιουπόλεις κέντρων δεδομένων που λειτουργούν από δημόσιες εταιρείες Ισημερία αυξηθεί σε αρκετές εκατοντάδες μεγαβάτ από 100 σε 200 μεγαβάτ, δήλωσε ο Τζον Λιν, γενικός διευθυντής των υπηρεσιών data center της εταιρείας. Η Equinix είναι ένας από τους μεγαλύτερους φορείς εκμετάλλευσης κέντρων δεδομένων στον κόσμο, με 260 εγκαταστάσεις που βρίσκονται σε 72 μητροπολιτικές περιοχές στις Ηνωμένες Πολιτείες και στο εξωτερικό.

Οι προγραμματιστές προτιμούν την ενέργεια χωρίς άνθρακα, ανανεώσιμες πηγές, αλλά πιστεύουν επίσης ότι η ηλιακή και η αιολική ενέργεια από μόνες τους δεν μπορούν να καλύψουν την τρέχουσα ζήτηση λόγω της εξάρτησής τους από τις μεταβαλλόμενες καιρικές συνθήκες.

Μερικοί από τους πιο κρίσιμους φόρτους εργασίας για την παγκόσμια οικονομία, όπως οι χρηματοοικονομικές ανταλλαγές, εκτελούνται σε κέντρα δεδομένων που διαχειρίζεται η Equinix, είπε ο Lin. Σύμφωνα με το στέλεχος, τα κέντρα δεδομένων της Equinix είναι online περισσότερο από το 99% των περιπτώσεων και δεν υπάρχουν διακοπές λειτουργίας.

«Η αξιοπιστία του ρεύματος εξακολουθεί να είναι απίστευτα σημαντική για αυτά τα κέντρα δεδομένων, και έτσι το να το κάνουμε αποκλειστικά μέσω της επιτόπιας ανανεώσιμης ενέργειας δεν είναι ειλικρινά μια επιλογή», ​​είπε ο Lin.

Οι μεγάλες εταιρείες τεχνολογίας είναι από τους μεγαλύτερους αγοραστές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες, αλλά στρέφονται όλο και περισσότερο στην πυρηνική ενέργεια αναζητώντας πιο αξιόπιστες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας. Microsoft υποστηρίζει την επανεκκίνηση του πυρηνικού σταθμού στο Three Mile Island κοντά στο Harrisburg της Πενσυλβάνια, μέσω μιας συμφωνίας αγοράς ενέργειας. Η Amazon και η Google της Alphabet επενδύουν σε μικρούς πυρηνικούς αντιδραστήρες.

Αλλά η κατασκευή νέων πυρηνικών αντιδραστήρων είναι δαπανηρή και γεμάτη καθυστερήσεις. Δύο νέοι αντιδραστήρες στη Γεωργία ήρθαν πρόσφατα στο διαδίκτυο με αρκετά χρόνια καθυστέρηση και ήταν δισεκατομμύρια δολάρια πάνω από τον προϋπολογισμό.

Βραχυπρόθεσμα, το φυσικό αέριο θα παρέχει το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που χρειάζονται τα κέντρα δεδομένων, δήλωσε ο Fenn της Lancium. Το φυσικό αέριο είναι η κύρια βραχυπρόθεσμη πηγή ενέργειας που παρέχει την αξιοπιστία που χρειάζονται αυτές οι εγκαταστάσεις, δήλωσε ο Lee του Boston Consulting Group.

Ο Lee είπε ότι θα μπορούσε να επενδύσει σε νέα παραγωγή φυσικού αερίου, η οποία θα προσθέσει τελικά τεχνολογίες δέσμευσης άνθρακα και αποθήκευσης μπαταριών για να μετριάσει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Ο Fenn είπε ότι η βιομηχανία ελπίζει ότι η ζήτηση φυσικού αερίου θα μειωθεί καθώς επεκτείνονται οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, το κόστος αποθήκευσης μπαταριών μειώνεται και η τεχνητή νοημοσύνη βοηθά τα κέντρα δεδομένων να λειτουργούν πιο αποτελεσματικά. Ωστόσο, βραχυπρόθεσμα, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η επέκταση των κέντρων δεδομένων διαταράσσει τους στόχους εκπομπών των εταιρειών τεχνολογίας, είπε.

«Ας ελπίσουμε ότι αυτή είναι μια βραχυπρόθεσμη κίνηση», είπε ο Fenn για την επέκταση της χρήσης φυσικού αερίου. «Αυτό που βλέπω μεταξύ των συνεργατών μας στο κέντρο δεδομένων, στις συνομιλίες μας σε υπερκλίμακα, είναι ότι δεν μπορούμε να επιτρέψουμε να έχει αρνητικό αντίκτυπο στους περιβαλλοντικούς στόχους».

Σημείωμα. Μια ανάλυση του CNBC δείχνει ότι η πανεπιστημιούπολη του κέντρου δεδομένων χρησιμοποιεί σταθερά το 85% της μέγιστης ζήτησης γιγαβάτ καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, για συνολική κατανάλωση 7,4 δισεκατομμυρίων κιλοβατώρες. Η ανάλυση χρησιμοποιεί εθνικούς μέσους όρους οικιακής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας από την ΕΠΕ και το μέγεθος των νοικοκυριών από την Υπηρεσία Απογραφής.