الطاقة الخفية التي تدفع عجلة الانفجار في مجال الذكاء الاصطناعي

انفجار الذكاء الاصطناعي يحدث بسرعة لم تشهدها معظم الصناعات. النماذج تتوسع، ويتزايد استخدام الحواسيب، ويتزايد الطلب على سعة مراكز البيانات. مع ضغط حمولات الذكاء الاصطناعي على الكثافة والطاقة إلى حد بعيد، يصبح الكفاءة في البنية التحتية هو التحدي الأكثر أهمية والأكثر صعوبة في الحل.

يتغير الطلب على الطاقة والمياه في المجتمعات التي تستضيف مراكز البيانات. السؤال الذي يجب الإجابة عليه في العقد القادم هو ما إذا كانت بنية تحتية للذكاء الاصطناعي في السحابة وشركات وطرف يمكن أن تتوسع بشكل مسؤول عندما تكون التبريد والطاقة وهندسة النظام مهمة مثل الحواسيب نفسها.

نمو الذكاء الاصطناعي يعيد تعريف الطلب على الموارد

مراكز البيانات históricamente تمثل جزءًا صغيرًا من استهلاك الكهرباء في الولايات المتحدة، ولكن هذا يتغير بسرعة. في عام 2023، تمثل حوالي 4.4% من إجمالي استهلاك الكهرباء في الولايات المتحدة. ومن المتوقع أن يصل هذا الرقم إلى بين 6.7% و 12% بحلول عام 2028. وفي الوقت نفسه، تتوقع أسعار الطاقة أن تواصل النمو حتى عام 2026، ويتوقع أن تواجه مراكز البيانات نقصًا في الطاقة بنسبة 20% حتى عام 2028. يزيد الطلب المتزايد على الطاقة في مراكز البيانات، مع زيادة الكهربة في كل شيء من السيارات إلى التدفئة المنزلية، يضع ضغطًا على الشبكة الكهربائية المثقلة بالفعل، ويضغط على الأسر والمجتمعات والشركات على حد سواء.

التبريد يمثل جزءًا كبيرًا من استهلاك الطاقة الإجمالي في مراكز البيانات، وهو أحد أكبر المحركات لتحميل المرافق الإجمالي. كان التبريد الهوائي هو أساس إدارة الحرارة في مراكز البيانات لعدة عقود، معتمدًا على المبردة والبرج التبريدي والتهوية لتوفير درجات حرارة تشغيل مثالية.

لكن مع كل جيل جديد من أجهزة الحواسيب، تحزم مراكز البيانات قدرة حوسبية أكبر في مساحات أصغر. هذا يؤدي إلى توليد المزيد من الحرارة. المزيد من الحرارة يتطلب المزيد من التبريد، والمزيد من التبريد يستهلك المزيد من الطاقة والمياه. لم يعد الكفاءة قلقًا هامشيًا؛ إنه متطلب تصميم أساسي.

تقليل تأثير المجتمع يصبح أمرًا ضروريًا للشركات

تعمل مراكز البيانات في مجتمعات تعتمد على أسعار الكهرباء المستقرة ووصول المياه الموثوق. مع زيادة الوعي العام بالاستهلاك الموارد في مراكز البيانات، يزداد Scrutiny المجتمعات والمنظمات على تأثيرها.

في The Dalles، أوريغون، توسيع عمليات مركز بيانات جوجل أثار مخاوف بشأن استخدام المياه والآثار البيئية الطويلة الأمد. في عام 2012، استخدمت جوجل 12% من إمدادات المياه في The Dalles؛ بحلول عام 2024، زادت هذه النسبة إلى ما يقرب من ثلث الإمداد. وضع هذا الشركة تحت Scrutiny العام، وأثار مخاوف بشأن استخدام الموارد وتأثيرها على البنية التحتية المحلية ومتطلبات المجتمع.

قد قدمت ولايات فردية تشريعات قد تقيد بناء مراكز بيانات جديدة. على المستوى الفيدرالي، تشجع الإدارة الحالية، على الرغم من دعمها العام للذكاء الاصطناعي، الشركات التكنولوجية على ضمان أن تطوير مراكز البيانات لا يزيد من أسعار الكهرباء المنزلية أو يضع ضغطًا على إمدادات المياه الإقليمية.

من الواضح أن المناظر الطبيعية تتغير للشركات التكنولوجية ومطوري مراكز البيانات. تعتمد سمعة الشركة الآن على كيفية إدارة بصمتها المادية وعلاقاتها مع المجتمعات التي تستضيف مراكز البيانات.

من الالتزامات العامة إلى التغيير على مستوى البنية التحتية

استجابةً لهذا التحول، قامت شركات التكنولوجيا مثل مايكروسوفت وأوبن آي آي بالتزامات عامة “لدفع طريقهم” لمعالجة القلق المجتمعي والبيئي الناشئ عن نموهم السريع. نشرت مايكروسوفت إطار البنية التحتية للمجتمع أولاً الذي يحدد التزامات صريحة لطريقة بناء وتشغيل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي في الولايات المتحدة. على الرغم من أن هذه المبادرات تشير إلى تقدم معنوي واضح ونوايا واضحة، إلا أنها لا تعالج إلا جزءًا من التحدي. يتطلب حل أكثر ملموسًا ومستدامًا خفض استهلاك الموارد على مستوى البنية التحتية.

يبدأ ذلك مع التبريد. النهج التقليدي للتبريد الهوائي غير كافٍ لأجهزة الحواسيب الحديثة. هذا يشمل ليس فقط الموارد الحاسوبية (وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات)، ولكن أيضًا مصادر الطاقة والتخزين والشبكات أيضًا. من أجل كفاءة حرارية أكبر، يجب أن يركز التبريد مباشرة على المكونات التي تولد الحرارة، وليس على الفضاء المحيط بها.

يتمثل التبريد السائل الدقيق في.capture الحرارة مباشرة على مستوى المكون باستخدام سوائل عازلة بيئية آمنة بدلاً من تبريد الغرفة بأكملها. يمكن أن تقلل هذه الأنظمة من استخدام الطاقة بنسبة تصل إلى 40% واستهلاك المياه بنسبة تصل إلى 96%، مع تحسين الموثوقية وتمديد عمر المعدات. بالإضافة إلى كونها هادئة تقريبًا، فهي تحمي أيضًا المكونات الحساسة من الملوثات الجوية.

تصميم البنية التحتية لمواجهة الواقع المحدود بالموارد

المنظمات لا تضطر إلى الاختيار بين التكلفة والموثوقية والاستدامة. عندما يتم تصميم البنية التحتية بشكل شامل، تعزز هذه الأهداف بعضها البعض. يقلل استهلاك الطاقة الأقل من النفقات التشغيلية، بينما يقلل استهلاك المياه من المخاطر التنظيمية والScrutiny العام. يعزز أيضًا إدارة الحرارة المتحسنة الأداء النظامي ويمتد عمر المكونات الحاسوبية الحرجة.

البنية التحتية التي تستهلك بشكل طبيعي طاقة ومياه أقل تتوافق بشكل أكثر طبيعية مع الإطارات السياسية والبيئية الناشئة. الشركات التي تنجح سوف تprioritize هذا التحول وتعتمد حلول إدارة حرارية مستدامة متقدمة. مستقبل البنية التحتية سوف يتأثر ليس فقط بالابتكارات في البرمجيات ولكن أيضًا بتصميم البنية التحتية المتعمد.