Η αυξανόμενη απαιτηση της τεχνητής νοημοσύνης για ενέργεια: Είναι οι κεντρικοί υπολογιστές έτοιμοι να τη συντηρήσουν;

Καθώς η τεχνητή νοημοσύνη (AI) προχωρά με γρήγορους ρυθμούς, οι ενεργειακές της απαιτήσεις επιβαρύνουν τους κεντρικούς υπολογιστές μέχρι το σημείο του λυγίσματος. Οι τεχνολογίες της επόμενης γενιάς AI, όπως η γεννητική AI (genAI), δεν μεταμορφώνουν μόνο τις βιομηχανίες, αλλά και η ενεργειακή κατανάλωση τους επηρεάζει σχεδόν κάθε συνιστώσα του διακομιστή, από τους επεξεργαστές και τη μνήμη μέχρι τους επιταχυντές και τα δίκτυα.

Οι εφαρμογές της γεννητικής AI, συμπεριλαμβανομένων των Microsoft’s Copilot και OpenAI’s ChatGPT, απαιτούν περισσότερη ενέργεια από ποτέ πριν. Μέχρι το 2027, η εκπαίδευση και η συντήρηση αυτών των συστημάτων AI θα μπορούσαν να καταναλώσουν αρκετή ηλεκτρική ενέργεια για να τροφοδοτήσουν μια μικρή χώρα για ένα整 έτος. Και η τάση δεν επιβραδύνεται: κατά τη διάρκεια της τελευταίας δεκαετίας, οι απαιτήσεις ενέργειας για συνιστώσες όπως οι επεξεργαστές, η μνήμη και τα δίκτυα αναμένεται να αυξηθούν κατά 160% μέχρι το 2030, σύμφωνα με μια έκθεση της Goldman Sachs.

Η χρήση μεγάλων γλωσσικών μοντέλων καταναλώνει επίσης ενέργεια. Για παράδειγμα, μια ερώτηση στο ChatGPT καταναλώνει περίπου δέκα φορές περισσότερη ενέργεια από μια παραδοσιακή αναζήτηση στο Google. Δεδομένης της τεράστιας ενεργειακής απαιτήσεων της AI, μπορεί η βιομηχανία να διαχειριστεί τις ταχείς προόδους της με βιώσιμο τρόπο, ή θα συνεισφέρει περαιτέρω στην παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας; Η πρόσφατη έρευνα της McKinsey δείχνει ότι περίπου το 70% της αυξανόμενης ζήτησης στην αγορά των κεντρικών υπολογιστών προορίζεται για εγκαταστάσεις που είναι εξοπλισμένες για να χειριστούν προηγμένα φορτία AI. Αυτή η μετατόπιση αλλάζει θεμελιωδώς τον τρόπο με τον οποίο κατασκευάζονται και λειτουργούν οι κεντρικοί υπολογιστές, καθώς προσαρμόζονται στις μοναδικές απαιτήσεις αυτών των ισχυρών εργασιών genAI.

«Οι παραδοσιακοί κεντρικοί υπολογιστές λειτουργούν συχνά με παλαιό, ενεργοβόρο εξοπλισμό και σταθερές ικανότητες που δυσκολεύονται να προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες φορτίσεις, οδηγώντας σε σημαντική σπατάλη ενέργειας», ανέφερε ο Mark Rydon, Chief Strategy Officer και συνιδρυτής της εταιρείας Aethir, η οποία ειδικεύεται σε κατανεμημένα συστήματα υπολογιστών. «Οι κεντρικοποιημένες λειτουργίες δημιουργούν συχνά μια ανισορροπία μεταξύ της διαθεσιμότητας των πόρων και των αναγκών κατανάλωσης, οδηγώντας την βιομηχανία σε ένα κρίσιμο σημείο όπου οι προόδους θα μπορούσαν να υπονομεύσουν τους περιβαλλοντικούς στόχους, καθώς οι απαιτήσεις της AI αυξάνονται».

Οι ηγέτες της βιομηχανίας αντιμετωπίζουν τώρα την πρόκληση με σαφήνεια, επενδύοντας σε πιο πράσινες σχεδιαστικές και ενεργειακά αποδοτικές αρχιτεκτονικές για τους κεντρικούς υπολογιστές. Οι προσπάθειες περιλαμβάνουν την υιοθέτηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και τη δημιουργία πιο αποτελεσματικών συστημάτων ψύξης που μπορούν να αντισταθμίσουν την τεράστια θερμότητα που παράγεται από τις εργασίες genAI.

Επανάσταση στους Κεντρικούς Υπολογιστές για ένα Πράσινο Μέλλον

Η Lenovo πρόσφατα εισήγαγε το ThinkSystem N1380 Neptune, ένα βήμα προς τα εμπρός στην τεχνολογία ψύξης υγρού για τους κεντρικούς υπολογιστές. Η εταιρεία ισχυρίζεται ότι η καινοτομία αυτή ήδη επιτρέπει στους οργανισμούς να αναπτύσσουν ισχυρές υπολογιστικές δυνατότητες για τις εργασίες genAI με σημαντικά χαμηλότερη ενεργειακή κατανάλωση – μέχρι και 40% λιγότερη ενέργεια στους κεντρικούς υπολογιστές. Το N1380 Neptune, αξιοποιεί το τελευταίο υλικό της NVIDIA, συμπεριλαμβανομένων των GPU Blackwell και GB200, επιτρέποντας την επεξεργασία μοντέλων AI με τρισεκατομμύρια παραμέτρους σε một συμπαγή διάταξη. Η Lenovo ανέφερε ότι στοχεύει να ανοίξει τον δρόμο για κεντρικούς υπολογιστές που μπορούν να λειτουργούν με ραφιά εξυπηρετητών 100KW+ χωρίς την ανάγκη για αφιερωμένα συστήματα κλιματισμού.

«Αναγνωρίσαμε μια σημαντική απαιτηση από τους τρέχοντες πελάτες μας: οι κεντρικοί υπολογιστές καταναλώνουν περισσότερη ενέργεια κατά την επεξεργασία των εργασιών AI λόγω παλαιών αρχιτεκτονικών ψύξης και παραδοσιακών δομικών πλαισίων», ανέφερε ο Robert Daigle, Global Director of AI στην Lenovo. «Για να κατανοήσουμε αυτό καλύτερα, συνεργαστήκαμε με έναν πελάτη υψηλής απόδοσης υπολογιστών για να αναλύσουμε την κατανάλωση ενέργειας, η οποία μας οδήγησε στο συμπέρασμα ότι μπορούμε να μειώσουμε την ενεργειακή κατανάλωση κατά 40%». Πρόσθεσε ότι η εταιρεία έλαβε υπόψη παράγοντες όπως η ενέργεια των ανεμιστήρων και η κατανάλωση ενέργειας των μονάδων ψύξης, συγκρίνοντάς τους με τα τυπικά συστήματα που είναι διαθέσιμα μέσω της υπηρεσίας αξιολόγησης κεντρικών υπολογιστών της Lenovo, για να αναπτύξει τη νέα αρχιτεκτονική των κεντρικών υπολογιστών σε συνεργασία με την Nvidia.

Η βρετανική εταιρεία συμβούλων τεχνολογίας AVEVA ανέφερε ότι χρησιμοποιεί προγνωστική ανάλυση για να αναγνωρίσει προβλήματα με τους συμπιεστές, κινητήρες, εξοπλισμό HVAC, χειριστήρες αέρα και άλλα, στους κεντρικούς υπολογιστές.

«Βρήκαμε ότι είναι η προ-εκπαίδευση της γεννητικής AI που καταναλώνει τεράστια ενέργεια», ανέφερε ο Jim Chappell, Head of AI & Advanced Analytics στην AVEVA. «Μέσω των προγνωστικών μας συστημάτων AI, στοχεύουμε να βρούμε προβλήματα πολύ πριν από οποιοδήποτε σύστημα SCADA ή ελέγχου, επιτρέποντας στους оперάτορες των κεντρικών υπολογιστών να διορθώσουν προβλήματα εξοπλισμού πριν γίνουν σημαντικά ζητήματα. Επιπλέον, έχουμε einen βοηθό AI που ολοκληρώνεται με τα συστήματα ελέγχου μας για να βοηθήσουμε να βρούμε άλλους τύπους ανωμαλιών, συμπεριλαμβανομένων των θερμικών σημείων όταν χρησιμοποιείται με μια κάμερα θερμικής απεικόνισης».

Εν τω μεταξύ, η αποκεντρωμένη υπολογιστική για την εκπαίδευση και ανάπτυξη AI μέσω GPU στο cloud αναδύεται ως μια εναλλακτική λύση. Ο Rydon της Aethir εξήγησε ότι με τη διανομή των υπολογιστικών εργασιών σε ένα ευρύτερο, πιο προσαρμόσιμο δίκτυο, η ενεργειακή κατανάλωση μπορεί να βελτιωθεί, συγχρονίζοντας την ζήτηση των πόρων με τη διαθεσιμότητα – οδηγώντας σε σημαντικές μειώσεις της σπατάλης από την αρχή.

«Αντί να βασίζονται σε μεγάλους, κεντρικούς υπολογιστές, η υποδομή μας ‘Edge’ διανέμει τις υπολογιστικές εργασίες σε κόμβους που βρίσκονται κοντά στην πηγή των δεδομένων, μειώνοντας δραστικά την ενεργειακή φόρτιση για τη μεταφορά δεδομένων και την ελάττωση της καθυστέρησης», ανέφερε ο Rydon. «Το δίκτυο Aethir Edge ελαχιστοποιεί την ανάγκη για συνεχείς υψηλής ισχύος συστήματα ψύξης, καθώς οι εργασίες διανέμονται σε διάφορες περιβάλλοντες αντί να συγκεντρώνονται σε μια seule τοποθεσία, βοηθώντας να αποφευχθούν τα ενεργοβόρα συστήματα ψύξης που είναι τυπικά για τους κεντρικούς υπολογιστές».

Ομοίως, εταιρείες όπως η Amazon και η Google πειραματίζονται με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για να διαχειριστούν τις αυξανόμενες ενεργειακές απαιτήσεις στους κεντρικούς υπολογιστές. Η Microsoft, για παράδειγμα, επενδύει πολύ σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και τεχνολογίες που αυξάνουν την αποδοτικότητα για να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας των κεντρικών υπολογιστών. Η Google έχει επίσης λάβει μέτρα για να μετατοπίσει την κατανάλωση ενέργειας προς άνευ碳 ενέργεια και να εξερευνήσει συστήματα ψύξης που ελαχιστοποιούν την κατανάλωση ενέργειας στους κεντρικούς υπολογιστές. «Η πυρηνική ενέργεια είναι πιθανότατα ο ταχύτερος δρόμος για άνευ碳 κεντρικούς υπολογιστές. Οι μεγάλες εταιρείες κεντρικών υπολογιστών όπως η Microsoft, η Amazon και η Google επενδύουν τώρα πολύ σε αυτή τη μορφή παραγωγής ενέργειας για το μέλλον. Με τις μικρές modulares αντιδραστήρες, η ευελιξία και ο χρόνος παραγωγής καθιστούν αυτή την επιλογή ακόμη πιο βιώσιμη για την επίτευξη του Net Zero», πρόσθεσε ο Chappell της AVEVA.

Μπορούν η AI και η Βιωσιμότητα των Κεντρικών Υπολογιστών να Συνυπάρξουν;

Ο Ugur Tigli, CTO στην εταιρεία MinIO, ανέφερε ότι ενώ ελπίζουμε για ένα μέλλον όπου η AI μπορεί να προχωρήσει χωρίς μια τεράστια αύξηση στην κατανάλωση ενέργειας, αυτό δεν είναι ρεαλιστικό στο σύντομο χρονικό διάστημα. «Οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις είναι πιο δύσκολο να προβλεφθούν», ανέφερε, «αλλά θα δούμε μια μετατόπιση στην εργασία και η AI θα βοηθήσει να βελτιώσει την κατανάλωση ενέργειας σε όλους τους τομείς, ιδιαίτερα καθώς γίνονται πιο αποδοτικοί».

Επίσης, τόνισε ότι υπάρχει μια αυξανόμενη ζήτηση από τους καταναλωτές για πιο πράσινες λύσεις AI. «Φανταστείτε μια εφαρμογή AI που εκτελείται με απόδοση 90% αλλά χρησιμοποιεί μόνο τη μισή ενέργεια – αυτό είναι το είδος της καινοτομίας που θα μπορούσε πραγματικά να αναπτυχθεί», πρόσθεσε. Είναι σαφές ότι το μέλλον της AI δεν είναι μόνο για την καινοτομία, αλλά και για τη βιωσιμότητα των κεντρικών υπολογιστών. Όπως η ανάπτυξη πιο αποτελεσματικού υλικού ή πιο έξυπνων τρόπων χρήσης των πόρων, ο τρόπος με τον οποίο θα διαχειριστούμε την κατανάλωση ενέργειας της AI θα επηρεάσει σημαντικά το σχεδιασμό και τη λειτουργία των κεντρικών υπολογιστών.

Ο Rydon τόνισε τη σημασία των πρωτοβουλιών σε ολόκληρη την βιομηχανία που επικεντρώνονται σε βιώσιμες σχεδιαστικές για τους κεντρικούς υπολογιστές, ενεργειακά αποδοτικές εργασίες AI και ανοιχτή διαμοίραση πόρων. «Αυτά είναι κρίσιμα βήματα προς τις πράσινες λειτουργίες», ανέφερε. «Οι επιχειρήσεις που χρησιμοποιούν AI πρέπει να συνεργαστούν με εταιρείες τεχνολογίας για να δημιουργήσουν λύσεις που μειώνουν την περιβαλλοντική επίδραση. Συνεργαζόμενοι, μπορούμε να οδηγήσουμε την AI προς ένα πιο βιώσιμο μέλλον».