قد تستهلك مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي طاقة أكثر من مدن كاملة

متطلبات الطاقة الخاصة بالذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية تخرج عن السيطرة. مراكز البيانات، التي كانت مجرد مستهلكة للطاقة، تنمو الآن بشكل هائل لدرجة أنها قد تتجاوز قريباً مدنًا بأكملها – أو حتى ولايات أمريكية – في استهلاك الكهرباء. يسارع مطورو هذه المرافق إلى تأمين الطاقة والأراضي لمواكبة الانفجار في الطلب، مدفوعاً بشكل كبير بتقدم الذكاء الاصطناعي.

في العقد الماضي، قفزت احتياجات الكهرباء لمراكز البيانات، مما يعكس أهميتها في الاقتصاد العالمي. تستضيف هذه المرافق خوادم تغذي التطبيقات لكل شيء من العمليات التجارية إلى التطبيقات اليومية.

مع صعود الذكاء الاصطناعي، أصبح العثور على الأرض والطاقة لتلبية هذه المتطلبات تحدياً كبيراً. يتحدث المطورون الآن عن حرم جامعية بمقياس الجيجاواط، يستهلك كل منها مليار واط من الطاقة. للمقارنة، هذا ضعف الكهرباء التي استخدمتها جميع منازل بيتسبرست العام الماضي.

سباق الطاقة: مراكز بيانات أكبر، مشاكل أكبر

تصف علي فن، رئيسة شركة Lancium، وهي شركة مقرها تكساس تعمل على تأمين الأراضي والطاقة لمراكز البيانات، الأمر بأنه "سباق العمر للسيطرة العالمية" في الذكاء الاصطناعي. وقالت: "الأمر يتعلق بالأمن الوطني والأمن الاقتصادي بصراحة".

يدفع هذا السباق شركات التكنولوجيا للاستثمار مليارات الدولارات في بناء مرافق أكبر. لا يرون استخداماً أفضل لرأس المال الخاص بهم من تغذية طفرة الذكاء الاصطناعي.

ولكن هذا التوسع السريع يختبر الحدود. مصادر الطاقة المتجددة، مثل الرياح والطاقة الشمسية، غير موثوقة بسبب تقلبات الطقس. يتفق المطورون على أن الغاز الطبيعي يجب أن يملأ الفجوة، حتى لو كان ذلك يبطئ التقدم في تقليل انبعاثات الكربون.

يقول نات سالستروم، كبير مسؤولي الطاقة في شركة Tract، وهي شركة مقرها دنفر تشتري الأراضي لمراكز البيانات، إن المرافق "تستنفد البنية التحتية الحالية لشبكات الكهرباء". لم يتم بناء شبكات الكهرباء للتعامل مع الحجم الذي تتطلبه مراكز البيانات الآن.

توفر الأراضي المناسبة هو قضية أخرى. تضيخ القطع الأرضية ذات التخصيص الصناعي التي يمكن أن تستضيف مرافق ضخمة، كما يشرح سالستروم. يُجبر المطورون على استكشاف أسواق جديدة خارج المراكز الراسخة مثل فرجينيا، القائد العالمي في عمليات مراكز البيانات. تواجه شبكة فرجينيا الكهربائية مشاكل في الموثوقية، حيث ترتفع طلبات الطاقة وتنخفض الإمدادات مع إغلاق محطات الفحم والغاز الطبيعي القديمة.

اكتسحت Tract أكثر من 23,000 فدان لتطوير مراكز البيانات عبر الولايات المتحدة. ويشمل ذلك الأراضي في مقاطعة ماريكوبا، أريزونا، بالقرب من فينيكس، ومقاطعة ستوري، نيفادا، بالقرب من رينو. مؤخراً، اشترت Tract 2,100 فدان في باكيي، أريزونا، لبناء واحد من أكبر حرم مراكز البيانات في الولايات المتحدة. يعملون على تأمين ما يصل إلى 1.8 جيجاواط من الطاقة للموقع، بما يكفي لدعم 40 مركز بيانات منفصلاً.

حرم مركز بيانات يستخدم جيجاواط واحد من الطاقة سنوياً يعادل استهلاك الطاقة لـ 700,000 منزل أو مدينة يبلغ عدد سكانها 1.8 مليون شخص. يكشف تحليل CNBC أن مثل هذه المرفق سيستخدم طاقة أكثر في عام واحد مما تستخدمه ألاسكا أو رود آيلاند أو فيرمونت.

ما يعنيه ذلك للمجتمعات

يستخدم متوسط مركز البيانات الذي تديره شركات التكنولوجيا الكبرى حالياً 40 ميجاواط من الطاقة. ولكن هناك مرافق أكبر في الطريق. وفقاً لمجموعة Boston Consulting Group، فإن الحرم الجامعية التي تبلغ سعتها 250 ميجاواط أو أكثر قيد التطوير بالفعل.

بحلول ثلاثينيات القرن الحالي، ستكون حرم مراكز البيانات التي تستهلك 500 ميجاواط – أو نصف جيجاواط – شائعة. ستستخدم هذه المرافق столько الكهرباء مثل 350,000 منزل.

أصبحت تكساس نقطة ساخنة لمراكز البيانات بسبب لوائحها الأقل تقييداً ومواردها الطاقة الوفيرة. يمكن للمطورين هناك تخصيص حلول الطاقة للمواقع المحددة. يصف سالستروم تكساس بأنها "أفضل مختبر في العالم لنشر حل الطاقة الخاص بك".

غيرت Lancium، وهي شركة مقرها هيوستن، تركيزها من تعدين العملات المشفرة إلى البنية التحتية للذكاء الاصطناعي في أواخر عام 2022. هم الآن يديرون خمسة حرم لمراكز البيانات في مراحل مختلفة من التطوير. واحد في أبلين، تكساس، سيفتح في أوائل عام 2025 بطاقة 250 ميجاواط، سيتوسع إلى 1.2 جيجاواط بحلول عام 2026.

مع نمو احتياجات الطاقة، يجب على المطورين معالجة المشاكل المحتملة للمجتمعات المجاورة. وتشمل هذه التأكد من عدم ارتفاع تكاليف الكهرباء والحفاظ على موثوقية الشبكة. "لن يوافق أحد" على مرافق جديدة إذا كانت تعطل الطاقة المحلية، قال فن. يقوم المطورون بربط مراكز البيانات بتوليد طاقة جديد لمنع هذه المشاكل.

الطاقة المتجددة، النووية، ومستقبل الطاقة

على الرغم من تفضيل المطورين للطاقة المتجددة، فمن الواضح أن الطاقة الشمسية والرياح وحدها لن تلبي الطلب. الاعتماد على الطقس يجعل هذه المصادر غير موثوقة للعمليات الحرجة، مثل البورصات المالية، التي تعتمد على مراكز البيانات.

الإيقافات ليست خياراً للمرافق مثل تلك التي تديرها Equinix، والتي تستضيف أحمال عمل حرجة. قال جون لين، المدير العام لخدمات مراكز البيانات في Equinix، إن مرافقه تظل متصلة بأكثر من 99% من الوقت.

لمعالجة مخاوف الموثوقية، تستكشف الشركات الكبرى الطاقة النووية. تدعم Microsoft إعادة تشغيل مفاعل Three Mile Island النووي في بنسلفانيا. تستثمر Amazon وGoogle في المفاعلات النووية الصغيرة.

ومع ذلك، تأتي الطاقة النووية مع تحدياتها الخاصة. تأخرت المفاعلات الجديدة في جورجيا لسنوات وتجاوزت الميزانية بمليارات الدولارات. في الوقت الحالي، يظل الغاز الطبيعي مصدر الطاقة المهيمن لمراكز البيانات.

تقول فن من Lancium إن استثمارات توليد الغاز قد تشمل التقاط الكربون وتخزين البطاريات لتعويض التأثير البيئي. مع مرور الوقت، يمكن أن يؤدي توسيع الطاقة المتجددة، وخفض تكاليف البطاريات، والاستفادة من الذكاء الاصطناعي للكفاءة إلى تقليل الاعتماد على الغاز.

ولكن في الوقت الحالي، يعقد النمو السريع لمراكز البيانات الجهود لتحقيق أهداف الانبعاثات. "لا يمكننا السماح لهذا أن يكون له تأثير سلبي على الأهداف البيئية"، فن يحذر.

يجادل المطورون بأن هذه المرافق ضرورية للاقتصاد، حتى مع تعطيلها لأسواق الطاقة وإجهاد شبكات الكهرباء. مع توقع وصول الحرم الجامعية إلى ما يصل إلى خمسة جيجاواط في المستقبل، أصبحت مراكز البيانات بسرعة بعضاً من اللاعبين الأكثر أهمية في استهلاك الطاقة. سواء من خلال الابتكار أو الوقود الأحفوري، يستمر سباق تزويد الطاقة بالذكاء الاصطناعي في إعادة تشكيل مشهد الطاقة العالمي.