Центры обработки данных на базе ИИ могут потреблять больше энергии, чем целые города

Энергопотребление искусственного интеллекта и облачных вычислений выходит из-под контроля. Центры обработки данных, ранее просто прожорливые, теперь растут настолько массово, что вскоре могут превысить потребление электроэнергии целыми городами — или даже штатами США. Разработчики этих объектов соревнуются в обеспечении электроэнергией и землёй, чтобы успеть за взрывным ростом спроса, во многом обусловленным достижениями в области ИИ.

За последнее десятилетие потребность центров обработки данных в электроэнергии взлетела, отражая их важность для мировой экономики. Эти объекты размещают серверы, которые питают приложения для всего: от бизнес-операций до повседневных приложений.

С ростом ИИ поиск земли и энергии для удовлетворения этих требований стал серьёзной проблемой. Разработчики теперь говорят о кампусах гигаваттного масштаба, каждый из которых потребляет один миллиард ватт мощности. Для сравнения: это примерно в два раза больше электроэнергии, которую использовали все дома Питтсбурга в прошлом году.

Энергетическая гонка: больше центров обработки данных — больше проблем

Али Фенн, президент Lancium, компании из Техаса, обеспечивающей землю и энергию для центров обработки данных, описывает это как «гонку века за глобальное доминирование» в искусственном интеллекте. Она сказала: «Это, по сути, вопрос национальной и экономической безопасности».

Эта гонка заставляет технологические компании инвестировать миллиарды в строительство более крупных объектов. Они не видят лучшего использования своего капитала, чем подпитывание бума ИИ.

Но это быстрое расширение испытывает пределы. Возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце, ненадёжны из-за колебаний погоды. Разработчики согласны, что природный газ должен заполнить пробел, даже если это замедляет прогресс в снижении выбросов углерода.

Нат Салстром, главный энергетический директор Tract, компании из Денвера, приобретающей землю для центров обработки данных, говорит, что объекты «достигают предела существующей инфраструктуры коммунальных услуг». Энергосети просто не были построены для обработки масштабов, которые теперь требуют эти центры обработки данных.

Доступность подходящей земли — ещё одна проблема. Участков с промышленной зоной, которые могут разместить массивные объекты, становится меньше, объясняет Салстром. Разработчикам приходится исследовать новые рынки за пределами устоявшихся хабов, таких как Вирджиния, мировой лидер в операциях центров обработки данных. Электрическая сеть Вирджинии сталкивается с проблемами надёжности: спрос на электроэнергию растёт, а предложение сокращается по мере закрытия угольных и старых газовых электростанций.

Tract приобрела более 23 000 акров земли для разработки центров обработки данных по всей территории США. Включая землю в округе Марикопа, Аризона, недалеко от Финикса, и округе Стори, Невада, недалеко от Рино. Недавно Tract приобрела 2100 акров в Бакэе, Аризона, чтобы построить один из крупнейших кампусов центров обработки данных в США. Они работают над обеспечением до 1,8 гигаватт мощности для этого сайта, чего достаточно для поддержки 40 отдельных центров обработки данных.

Кампус центра обработки данных, использующий одну гигаватт мощности ежегодно, эквивалентен энергопотреблению 700 000 домов или города с населением 1,8 миллиона человек. Анализ CNBC показывает, что такой объект будет использовать больше энергии за год, чем Аляска, Род-Айленд или Вермонт.

Что это значит для сообществ

Средний центр обработки данных, управляемый крупными технологическими компаниями, в настоящее время использует 40 мегаватт мощности. Но впереди более крупные объекты. По данным Boston Consulting Group, кампусы мощностью 250 мегаватт и более уже находятся в разработке.

К 2030-м годам кампусы центров обработки данных, потребляющие 500 мегаватт (или полгигаватта), станут обычным явлением. Эти объекты будут использовать столько же электроэнергии, сколько 350 000 домов.

Техас стал горячим местом для центров обработки данных из-за менее строгих правил и обилия энергетических ресурсов. Разработчики там могут настраивать решения по энергоснабжению под конкретные площадки. Салстром называет Техас «лучшей в мире лабораторией для развертывания собственных энергетических решений».

Lancium, компания из Хьюстона, сместила фокус с майнинга криптовалют на инфраструктуру ИИ в конце 2022 года. Сейчас они управляют пятью кампусами центров обработки данных на разных стадиях разработки. Один в Эйблене, Техас, откроется в начале 2025 года с мощностью 250 мегаватт, увеличиваясь до 1,2 гигаватта к 2026 году.

По мере роста потребности в энергии разработчики должны решать потенциальные проблемы для соседних сообществ. Включая обеспечение того, чтобы стоимость электроэнергии не росла, а надёжность сети оставалась неизменной. «Никто не будет продолжать одобрять» новые объекты, если они нарушат местное энергоснабжение, сказала Фенн. Разработчики объединяют центры обработки данных с новыми мощностями генерации, чтобы предотвратить эти проблемы.

Возобновляемые источники, атомная энергия и будущее энергетики

Хотя разработчики предпочитают возобновляемую энергию, ясно, что только солнечная и ветровая не удовлетворят спрос. Зависимость от погоды делает эти источники ненадёжными для критических операций, таких как финансовые биржи, которые полагаются на центры обработки данных.

Отказы недопустимы для объектов, таких как те, которыми управляет Equinix, размещающий критические рабочие нагрузки. Джон Лин, генеральный менеджер услуг центров обработки данных Equinix, сказал, что его объекты остаются онлайн более 99% времени.

Чтобы решить проблемы надёжности, крупные компании изучают атомную энергию. Microsoft поддерживает перезапуск атомной электростанции Three Mile Island в Пенсильвании. Amazon и Google инвестируют в малые ядерные реакторы.

Однако атомная энергия сталкивается со своими собственными проблемами. Новые реакторы в Джорджии были запущены с многолетним опозданием и превышением бюджета на миллиарды долларов. На данный момент природный газ остаётся основным источником энергии для центров обработки данных.

Фенн из Lancium говорит, что инвестиции в газовую генерацию могут включать технологии улавливания углерода и накопители энергии для компенсации экологического воздействия. Со временем расширение возобновляемой энергетики, снижение стоимости батарей и использование ИИ для повышения эффективности могут снизить зависимость от газа.

Но пока быстрое развитие центров обработки данных усложняет усилия по достижению целей по выбросам. «Мы не можем допустить, чтобы это оказало негативное влияние на экологические цели», — сказала Фенн предупреждает.

Разработчики утверждают, что эти объекты необходимы для экономики, даже если они нарушают энергетические рынки и создают нагрузку на энергосети. С учётом того, что кампусы в будущем могут достигать мощности до пяти гигаватт, центры обработки данных быстро становятся одними из самых значимых игроков в потреблении энергии. Будь то через инновации или ископаемое топливо, гонка за питание ИИ продолжает менять энергетический ландшафт мира.