Inteligența artificială impune un accent mai mare asupra sustenabilității centrelor de date și disponibilității energiei

Lumea afacerilor se transformă zilnic, sub impactul inteligenței artificiale (AI).  Este aproape imposibil să deschizi un portal de știri de business și să nu vezi un titlu despre adoptare, implementare sau îndrumări despre AI. Cu această ubicuitate, rata de adoptare crește rapid.  

Sunt surse care arată că până la o treime dintre businessurile europene au adoptat AI - o rată de creștere de 32% față de anul precedent, care, dacă se menține, ar putea genera o valoare adăugată brută (VAB) suplimentară de 600 de miliarde EUR pentru economia europeană, până în 2030.

Aceste date sunt susținute și de estimările IDC, conform cărora, anul trecut, companiile mari din întreaga lume au cheltuit 166 de miliarde de dolari pe soluții AI – incluzând aici software, hardware și servicii - iar așteptările de creștere sunt de 27% de la an la an, până la 423 de miliarde de dolari până în 2027. Efectul imediat al acestei creșteri în ceea ce privește cererea este că prognozele de creștere a pieței europene a centrelor de date până în 2035 au ajuns și ele la 500%, de la o capacitate mai mică, de 4 GW în prezent, la aproximativ 20 GW în 10 ani.

Totuși, toate acestea costă. Creșterea cererii a pus presiune asupra rețelelor energetice, a livrărilor și a altor resurse, cum ar fi terenuri și apă. Cum pot constructorii și operatorii de centre de date să atingă și să mențină obiectivele și obligațiile de sustenabilitate, acoperind, în același timp, cererea de servicii?

E clar că inteligența artificială are nevoie de energie electrică. Estimările spun că antrenarea unui LLM, cum ar fi GPT3, consuma aproximativ 1.300 de megawați oră (MWh) de energie electrică, sau cam cât 130 de case din SUA, anual. Consumul nu este nesemnificativ și cel mai probabil crește, pe măsură ce apar noi versiuni, iar gradul de adoptare e din ce în ce mai mare.

Pentru a susține acest nivel de consum, centrele de date trebuie răcite, ceea ce, printre altele, consumă apă. Nu toți operatorii de centre de date publică datele privind consumul de apă, dar din informațiile disponibile public se pot face niște estimări bune. De exemplu, unul dintre hyperscalers spune că, în 2021, centrele sale de date au consumat 4,3 miliarde de galoane de apă. Adică aproximativ 16,27 miliarde de litri. Aceasta este o cantitate uluitoare, care ajunge la aproximativ 450.000 de galoane pe zi pentru o singură unitate.

Alți hyperscalers preferă să vorbească despre o măsură a eficienței utilizării apei (WUE), similară cu PUE, care e echivalentul pentru energie și care, cu cât e mai mică, cu atât e mai bine. WUE este un raport între consumul de apă în litri și consumul de energie în kilowați-oră (kWh). Folosind această măsură, un alt hyperscaler spune că centrele sale de date folosesc 0,19 litri de apă per kWh. WUE face mai ușor de înțeles utilizarea eficientă a apei în procesul de răcire, dar nu oferă o imagine completă a cantităților reale, care ar putea varia de la o locație la alta. Un alt hyperscaler susține că centrele sale de date folosesc, la nivel global, 0,49 l de apă per kWh.

Ceea ce este evident din aceste cifre este că centrele de date, în general, și cu atât mai mult sub presiunea AI, consumă cantități foarte mari de apă și energie, fără ne uităm la impactul asupra terenului, materialelor sau să ținem cont de carbonul încorporat sau practicile circulare.

Acest lucru transferă provocarea la nivelul vânzătorilor, al constructorilor de centre de date și al operatorilor care trebuie să satisfacă cererea, reducând în același timp consumul și îmbunătățind eficiența de o manieră demonstrabilă.  

Primul pas este realizarea unor proiectele pentru centrele de date cât mai eficiente posibil, de la bun început. Instrumentele digitale de proiectare și modelare pot asigura configurarea corectă a instalațiilor, pentru a evita probleme precum puncte de încălzire extremă sau capacități blocate.  

În al doilea rând, o abordare modulară, fie în sală dedicată, fie prin intermediul modulelor de tip container, permite o scalare ușoară și o implementare rapidă. Modulele preconfigurate pot fi testate direct din fabrică, pentru a se asigura că sunt cât mai eficiente posibil din momentul în care sunt conectate.

Schneider Electric a efectuat o serie extinsă de cercetări pentru a înțelege cerințele specifice ale sarcinilor de lucru AI din centrele de date. Cartea albă rezultată din acestea subliniază provocările trecerii la densități mai mari de putere a rack-urilor, cu recomandări privind modul de adaptare a infrastructurii centrelor de date în ceea ce privește alimentarea, răcirea, dispunerea echipamentelor și software-ul de monitorizare. De asemenea, este analizat procesul de adaptare pentru răcirea cu lichid și sunt prezentate cele mai bune practici pentru a minimiza riscul de defecțiuni și pericolele asociate cu temperaturi mai ridicate.

Parteneriatele din industrie oferă, de asemenea, oportunități de combinare a diverselor puncte forte pentru a obține rezultate mai bune. Parteneriatul dintre Schneider Electric și Nvidia a permis dezvoltarea de modele de referință, inclusiv pentru noua generație de procesoare Blackwell, pentru a asigura eficiență și consum redus cu performanțe mult îmbunătățite. Această generație de procesoare oferă acum o putere de procesare de până la 25 de ori mai mare decât generațiile anterioare, folosind, în același timp, de până la 30 de ori mai puțină energie electrică și având o amprentă fizică masiv redusă, fapt care permite implementări de înaltă densitate.

Noua generație de sisteme de management al infrastructurii centrelor de date (DCIM) cuprinde, de asemenea, instrumente puternice, dezvoltate pentru a oferi granularitate în control și monitorizare și pentru a furniza o imagine completă asupra performanțelor. Datele colectate de la DCIM permit informații mai precise pentru gestionarea energiei, de exemplu, prin modelarea la fața locului a variantelor de surse de energie regenerabilă (SRE), cum ar fi eolian, solar sau, în unele cazuri, hidro. Este întărită astfel reziliența energetică și poate fi  redusă dependența de rețea în perioadele de vârf ale cererii sau de fluctuații. Combinate cu alte măsuri, precum stocarea extinsă a energiei la fața locului cu sistemele de stocare a energiei (BESS), aceste facilități permit operatorilor o mai mare flexibilitate acolo unde pot exista constrângeri energetice sau pe măsură ce volumul de muncă crește.

Evoluția naturală a acestor măsuri este ca centrele de date sau un campus cu mai multe unități să fie configurate ca o microrețea. Cu energie provenind atât din surse regenerabile cât și din surse de energie controlabile, cum ar fi generatoarele care funcționează cu ulei vegetal hidrotratat (HVO), centrele de date pot deveni autonome în generarea de energie pe perioade lungi, susținute de BESS. Sistemele de management digital, însă, acceptă două fluxuri de energie, ceea înseamnă că centrele de date pot servi și drept capacitate de echilibrare a SRE pentru rețeaua publică sau pot reintroduce surplusul de energie înapoi în rețea în perioadele de cerere mare. În acest fel, prin ceea ce se numește model prosumer, centrul de date poate sprijini integrarea accelerată a surselor regenerabile în rețeaua publică, beneficiind în același timp de un avantaj monetar din orice surplus generat.

Inițiativele combinate de îmbunătățire a designului, scalabilității, eficienței, alături de o operare și un management ameliorate, precum și noile tehnici care răspund specificului sarcinilor de lucru AI, vor permite proprietarilor și operatorilor de centre de date să răspundă cererii de AI, în condiții de responsabilitate și sustenabilitate. Cu noile opțiuni de mix energetic care nu numai că susțin reziliența și securitatea energetică, dar contribuie și la adoptarea SRE pentru rețeaua publică, centrele de date pot juca un rol semnificativ în tranziția la energie verde pentru viitor. Un viitor de energie verde care poate fi activat de AI, în ciuda îngrijorărilor inițiale.