Центры обработки данных для ИИ могут потреблять больше электроэнергии, чем целые города

Потребности в энергии, связанные с искусственным интеллектом и облачными вычислениями, выходят из-под контроля. Центры обработки данных, когда-то просто потреблявшие много электроэнергии, теперь разрастаются настолько, что вскоре могут превзойти по этому показателю целые города — или даже штаты США. Разработчики этих объектов стремятся обеспечить себя электроэнергией и земельными участками, чтобы справиться с резким ростом спроса, в значительной степени обусловленным достижениями в области искусственного интеллекта.

За последнее десятилетие потребности центров обработки данных в электроэнергии резко возросли, что отражает их важность для мировой экономики. В этих центрах размещаются серверы, обеспечивающие работу приложений для всего, от бизнес-процессов до повседневных приложений.

С развитием искусственного интеллекта поиск земли и электроэнергии для удовлетворения этих потребностей стал серьезной проблемой. Сейчас застройщики говорят о кампусах гигаваттного масштаба, каждый из которых потребляет один миллиард ватт электроэнергии. Для сравнения, это примерно вдвое больше электроэнергии, чем потребляли все дома Питтсбурга в прошлом году.

Энергетическая гонка: чем больше центры обработки данных, тем больше проблемы

Али Фенн,dent компании Lancium из Техаса, занимающейся приобретением земли и обеспечением электроэнергией центров обработки данных, описывает это как «гонку всей жизни за мировое господство» в области искусственного интеллекта. Она сказала: «Откровенно говоря, речь идет о национальной и экономической безопасности»

Эта гонка подталкивает технологические компании к инвестированию миллиардов в строительство более крупных производственных площадок. Они не видят лучшего применения своим средствам, чем стимулирование бума искусственного интеллекта.

Однако это стремительное расширение испытывает пределы возможностей. Возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце, ненадежны из-за колебаний погоды. Разработчики сходятся во мнении, что природный газ должен заполнить этот пробел, даже несмотря на то, что он замедляет прогресс в сокращении выбросов углекислого газа.

Нат Сальстром, главный директор по энергетике компании Trac, расположенной в Денвере и занимающейся приобретением земли под центры обработки данных, говорит, что существующие энергосети «исчерпали свои возможности». Электросети просто не были рассчитаны на масштабы, которые сейчас требуются этим центрам обработки данных.

Ещё одна проблема — доступность подходящих земельных участков. По словам Сальстрома, площади, предназначенные для размещения крупных промышленных объектов, сокращаются. Девелоперы вынуждены осваивать новые рынки за пределами таких устоявшихся центров, как Вирджиния, мировой лидер в сфере центров обработки данных. Электросеть Вирджинии сталкивается с проблемами надежности: спрос на электроэнергию резко растёт, а предложение сокращается из-за закрытия угольных и старых газовых электростанций.

Tract приобрела более 23 000 акров земли для строительства центров обработки данных по всей территории США. В их число входят земли в округе Марикопа, штат Аризона, недалеко от Финикса, и в округе Стори, штат Невада, недалеко от Рино. Недавно Tract приобрела 2100 акров в городе Баккей, штат Аризона, для строительства одного из крупнейших кампусов центров обработки данных в США. В настоящее время компания работает над обеспечением электроэнергией мощностью до 1,8 гигаватт, чего достаточно для работы 40 отдельных центров обработки данных.

Комплекс центров обработки данных, потребляющий один гигаватт электроэнергии в год, эквивалентен потреблению энергии 700 000 домов или города с населением 1,8 миллиона человек. Анализ CNBC показывает, что такой объект будет потреблять за год больше электроэнергии, чем Аляска, Род-Айленд или Вермонт.

Что это значит для сообществ

В настоящее время средний центр обработки данных, эксплуатируемый крупными технологическими компаниями, потребляет 40 мегаватт электроэнергии. Но в будущем появятся и более крупные объекты. По данным Boston Consulting Group, уже разрабатываются кампусы мощностью 250 мегаватт и более.

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

Техас стал привлекательным местом для размещения центров обработки данных благодаря менее строгим нормативным требованиям и обилию энергетических ресурсов. Разработчики могут адаптировать решения по электроснабжению под конкретные объекты. Сальстром называет Техас «лучшей в мире экспериментальной лабораторией для внедрения собственных решений по электроснабжению»

Компания Lancium из Хьюстона в конце 2022 года переориентировалась с майнинга криптовалют на инфраструктуру искусственного интеллекта. Сейчас она управляет пятью центрами обработки данных, находящимися на разных этапах развития. Один из них, расположенный в Абилине, штат Техас, откроется в начале 2025 года с мощностью 250 мегаватт, а к 2026 году будет расширен до 1,2 гигаватт.

По мере роста потребностей в энергии застройщики должны учитывать потенциальные проблемы для соседних населенных пунктов. К ним относятся обеспечение того, чтобы стоимость электроэнергии не росла, а надежность энергосети оставалась неизменной. «Никто не будет продолжать одобрять» строительство новых объектов, если они нарушают местное электроснабжение, — сказал Фенн. Застройщики объединяют центры обработки данных с новыми электростанциями, чтобы предотвратить эти проблемы.

Возобновляемые источники энергии, атомная энергетика и будущее энергетики

Хотя разработчики отдают предпочтение возобновляемым источникам энергии, очевидно, что одной лишь солнечной и ветровой энергии недостаточно для удовлетворения спроса. Зависимость от погодных условий делает эти источники ненадежными для критически важных операций, таких как финансовые биржи, которые полагаются на центры обработки данных.

Для таких объектов, как те, что эксплуатирует Equinix и на которых размещаются критически важные рабочие нагрузки, просто недопустимы перебои в работе. Джон Лин, генеральный менеджер по услугам центров обработки данных Equinix, заявил, что их объекты остаются в сети более 99% времени.

Для решения проблем с надежностью крупные компании изучают возможности применения атомной энергетики. Microsoft поддерживает перезапуск атомной электростанции Три-Майл-Айленд в Пенсильвании. Amazon и Google инвестируют в малые ядерные реакторы.

Однако атомная энергетика сопряжена со своими проблемами. Строительство новых реакторов в Грузии затянулось на несколько лет и превысило бюджет на миллиарды долларов. На данный момент природный газ остается доминирующим источником энергии для центров обработки данных.

Фенн из Lancium говорит, что инвестиции в газовую энергетику могут включать в себя технологии улавливания углерода и хранения энергии в батареях для компенсации воздействия на окружающую среду. Со временем расширение использования возобновляемых источников энергии, снижение стоимости батарей и использование искусственного интеллекта для повышения эффективности могут уменьшить зависимость от газа.

Однако на данный момент стремительный рост центров обработки данных осложняет усилия по достижению целевых показателей по выбросам. «Мы не можем допустить, чтобы это негативно сказалось на экологических целях», — предупреждает.

Разработчики утверждают, что эти объекты необходимы для экономики, даже несмотря на то, что они нарушают работу энергетических рынков и создают нагрузку на электросети. Поскольку в будущем мощность кампусов, как ожидается, достигнет пяти гигаватт, центры обработки данных быстро становятся одними из наиболее значимых игроков в потреблении энергии. Будь то инновации или ископаемое топливо, гонка за развитие искусственного интеллекта продолжает менять энергетический ландшафт мира.