Изкуственият интелект изисква огромни количества енергия, остаряващата мрежа в САЩ не може да се справи с натоварването

Благодарение на бума на изкуствения интелект новите центрове за данни се появяват толкова бързо, колкото компаниите могат да ги построят. Това води до огромно търсене на електроенергия за работа и охлаждане на сървърите в тях. Сега нараства загрижеността за това дали САЩ могат да произвеждат достатъчно електроенергия за широкото разпространение на изкуствения интелект и дали нашата остаряваща мрежа ще може да се справи с натоварването, съобщава CNBC.

„Ако сега не започнем да мислим по различен начин за този проблем с електроенергията, никога няма да видим тази наша мечта“, каза Дипти Вачани, ръководител на автомобилния отдел в Arm. Процесорите с ниска консумация на енергия на компанията за чипове стават все по-популярни сред хиперскалатори като Google, Microsoft , Oracle и Amazon - именно защото те могат да намалят консумацията на енергия с до 15% в центровете за данни.

Nvidia в последния си чип за изкуствен интелект, Grace Blackwell, включва процесори, базирани на Arm, за които се твърди, че могат да работят с генеративни модели за изкуствен интелект с 25 пъти по-малко енергия в сравнение с предишното поколение.

Спестяването на всяка частица енергия ще бъде коренно различен дизайн от този, при който се опитвате да увеличите производителността“, казва Вахани.

Тази стратегия за намаляване на потреблението на енергия чрез подобряване на изчислителната ефективност, често наричана „повече работа на ват“, е един от отговорите на енергийната криза с изкуствения интелект. Но тя не е достатъчна.

Според доклад на Goldman Sachs една заявка в ChatGPT използва почти 10 пъти повече енергия от типичното търсене в Google. Генерирането на изображение с ИИ може да използва толкова енергия, колкото зареждането на смартфона ви. 

Този проблем не е нов. Оценките от 2019 г. показват, че обучението на един голям езиков модел произвежда толкова CO2, колкото целият живот на пет автомобила, задвижвани с газ. 

Хиперскалаторите, които изграждат центрове за данни, за да посрещнат това огромно потребление на енергия, също наблюдават рязко покачване на емисиите. Последният доклад на Google за околната среда показва, че емисиите на парникови газове са се увеличили с почти 50% от 2019 г. до 2023 г., отчасти заради потреблението на енергия в центровете за данни, въпреки че компанията също така заяви, че нейните центрове за данни са 1,8 пъти по-енергийно ефективни от типичните центрове за данни. Емисиите на Microsoft са се увеличили с близо 30% от 2020 до 2024 г., също отчасти заради центровете за данни. 

А в Канзас Сити, където Meta изгражда център за данни с фокус върху изкуствения интелект, нуждите от електроенергия са толкова големи, че плановете за затваряне на електроцентрала, работеща с въглища, се отлагат.

Преследване на силата

В световен мащаб има над 8000 центъра за данни, като най-голяма е концентрацията им в САЩ, а благодарение на изкуствения интелект до края на десетилетието те ще станат много повече. Boston Consulting Group изчислява, че търсенето на центрове за данни ще нараства с 15-20% всяка година до 2030 г., когато се очаква те да съставляват 16% от общото потребление на енергия в САЩ. Това е увеличение от едва 2,5% преди пускането на ChatGPT на OpenAI през 2022 г. и се равнява на енергията, използвана от около две трети от общия брой жилища в САЩ.

CNBC посети център за данни в Силициевата долина, за да разбере как индустрията може да се справи с този бърз растеж и къде ще намери достатъчно енергия, за да го осъществи.

„Подозираме, че обемът на търсенето, което ще видим от специфични приложения за изкуствен интелект, ще бъде толкова или повече, отколкото в миналото сме виждали от облачните изчисления“, казва Джеф Тенч, изпълнителен вицепрезидент на Vantage Data Center за Северна Америка и Азиатско-тихоокеанския регион.

ного от големите технологични компании сключват договори с фирми като Vantage за разполагане на техните сървъри. Тенч заяви, че центровете за данни на Vantage обикновено имат капацитет да използват до 64 мегавата енергия, или колкото десетки хиляди домове.

„Много от тях се заемат от единични клиенти, на които се отдава под наем цялото пространство. А когато се замислим за приложенията на изкуствения интелект, тези цифри могат да нараснат доста значително и да достигнат стотици мегавати“, каза Тенч.

Санта Клара, Калифорния, където CNBC посети Vantage, отдавна е една от най-горещите точки в страната за клъстери от центрове за данни в близост до клиенти, жадни за данни. Централата на Nvidia се виждаше от покрива. Тенч заяви, че в Северна Калифорния има „забавяне“ поради „липсата на наличност на енергия от комуналните услуги тук, в този район“.

Vantage изгражда нови кампуси в Охайо, Тексас и Джорджия.

„Самата индустрия търси места, където има близък достъп до възобновяеми енергийни източници, вятърни или слънчеви, както и друга инфраструктура, която може да бъде използвана, независимо дали е част от програма за стимулиране на преобразуването на въглищна централа в централа на природен газ, или все повече се търсят начини за получаване на енергия от ядрени съоръжения“, каза Тенч.

Някои компании за изкуствен интелект и центрове за данни експериментират с начини за генериране на електроенергия на място.

Главният изпълнителен директор на OpenAI Сам Олтман говори за тази необходимост. Наскоро той инвестира в стартъп за соларна енергия, който произвежда модули с размерите на контейнер за транспортиране, които имат панели и хранилище за енергия. Алтман е инвестирал и в стартъпа за ядрено делене Oklo, който има за цел да произвежда мини ядрени реактори, разположени в А-образни конструкции, както и в стартъпа за ядрен синтез Helion. 

Миналата година Microsoft подписа споразумение с Helion, за да започне да купува електроенергия от термоядрен синтез през 2028 г. Google си партнира с геотермален стартъп, който твърди, че следващата му централа ще използва достатъчно енергия от земята, за да управлява голям център за данни. Vantage наскоро построи 100-мегаватова централа на природен газ, която захранва един от центровете за данни във Вирджиния, като го държи изцяло извън мрежата.

Заздравяване на мрежата

Остаряващата мрежа често не е подготвена да се справи с натоварването дори там, където може да се генерира достатъчно енергия. Пречките се появяват при преноса на електроенергия от мястото на производство до мястото на потребление. Едно от решенията е да се добавят стотици или хиляди километри преносни линии. 

„Това е много скъпо и отнема много време, а понякога разходите се прехвърлят върху жителите чрез увеличаване на сметките за комунални услуги“, казва Шаолей Рен, доцент по електротехника и компютърно инженерство в Калифорнийския университет в Ривърсайд.

Един проект на стойност 5,2 млрд. долара за разширяване на линиите в район на Вирджиния, известен като „алея на центровете за данни“, срещна съпротивата на местните данъкоплатци, които не искат сметките им да се увеличават, за да се финансира проектът.

Друго решение е да се използва прогнозен софтуер за намаляване на авариите в една от най-слабите точки на мрежата - трансформатора.

„Цялото произведено електричество трябва да премине през трансформатор“, каза главният изпълнителен директор на VIE Technologies Рахул Чатурведи, като добави, че в САЩ има 60-80 милиона такива трансформатора.

Средностатистическият трансформатор също е на 38 години, така че е честа причина за прекъсване на електрозахранването. Подмяната им е скъпа и бавна. VIE произвежда малък сензор, който се прикрепя към трансформаторите, за да предсказва повредите и да определя кои от тях могат да поемат по-голямо натоварване, така че то да бъде изместено от тези, които са застрашени от повреда. 

Чатурведи казва, че бизнесът се е утроил, откакто ChatGPT е пуснат на пазара през 2022 г., и е на път да се удвои или утрои отново през следващата година.

поред проучването на Ren центровете за данни с изкуствен интелект ще се нуждаят от 4,2 до 6,6 милиарда кубически метра вода до 2027 г., за да останат хладни. Това е повече от общото годишно потребление на вода на половината от Обединеното кралство.

„Всички се притесняват, че изкуственият интелект е енергоемък. Можем да решим този проблем, когато си вдигнем задника и спрем да бъдем такива идиоти по отношение на ядрената енергия, нали? Това е решимо. Водата е основният ограничаващ фактор за това, което предстои по отношение на ИИ“, казва Том Фъргюсън, управляващ партньор в Burnt Island Ventures.

Изследователският екип на Рен установява, че на всеки 10-50 подсказки от ChatGPT може да се изразходва приблизително толкова вода, колкото има в стандартна 16-градусова бутилка. 

Голяма част от тази вода се използва за изпарително охлаждане, но центърът за данни на Vantage в Санта Клара разполага с големи климатични инсталации, които охлаждат сградата без никакво изтегляне на вода.

Друго решение е използването на течност за охлаждане директно към чипа.

„За много центрове за данни това изисква огромно количество модернизация. В нашия случай във Vantage преди около шест години внедрихме проект, който ни позволява да се включим към този цикъл за студена вода тук, на етажа на залата за данни“, казва Тенч от Vantage.

Компании като Apple, Samsung и Qualcomm изтъкват предимствата на изкуствения интелект в устройствата, като не допускат заявки, изискващи много енергия, в облака и в центровете за данни с ограничена мощност.

„Ще разполагаме с толкова ИИ, колкото ще поддържат тези центрове за данни. И това може да е по-малко от това, към което хората се стремят. Но в крайна сметка много хора работят върху намирането на начини за премахване на някои от тези ограничения на предлагането“, каза Тенч.