InfraPartners ja Emerald AI esittelevät “joustavat datakeskukset” ratkaisemaan tekoälyn tehokkuuspulaa

Tekoälyn nopea laajentuminen työntää voimainfrastruktuuria rajoilleen. Suurten tekoälymallien kouluttamiseen ja suorittamiseen tarvitaan massiivisia laskentaklustereita, jotka kuluttavat valtavat määrät sähköä, usein nopeammin kuin paikalliset sähköverkkotarpeet voivat laajentua. Vastauksena InfraPartners ja Emerald AI ovat ilmoittaneet yhteistyöstä, jonka tavoitteena on perustavanlaatuinen uudelleenajattelu siitä, miten tekoälydatakeskukset vuorovaikuttavat sähköverkon kanssa, yksityiskohdat ovat valkoisessa kirjassa.

Yritykset esittelevät uuden arkkitehtuurin nimeltä Joustavat datakeskukset, yhdistämällä InfraPartnersin modulaarisen infrastruktuurin suunnittelun Emerald AI:n orkestraatio-ohjelmistoon. Tavoitteena on muuttaa datakeskukset staattisista sähkönkuluttajista dynaamisiksi sähköverkon osallistujiksi, jotka voivat sopeuttaa sähkönkulutustaan reaaliajassa.

Sen sijaan, että energiaa käsiteltäisiin kiinteänä, lähestymistapa mahdollistaa laitosten kohdistamisen laskentakuormituksiin verkon olosuhteiden, uusiutuvan energian saatavuuden ja sähkön hinnoittelun mukaan – lukitsemalla lisäkapasiteetin ja parantamalla kokonaisverkon vakautta.

Miksi tekoäly-infrastruktuuri luo tehokkuuskriisin

Tekoälykuormitukset ovat yksi nopeimmin kasvavista sähkönkulutuksen lähteistä maailmanlaajuisesti. Yhteistyön myötä julkaistu valkoinen kirja korostaa, miten datakeskukset ovat yksi nykyaikaisen sähköjärjestelmän keskeisimmistä ja nopeimmin laajenevista kuormituksista.

Samaan aikaan verkon laajentuminen jää jälkeen. Siirtolinjojen rakentaminen, työvoimapulat ja toimitusketjun rajoitukset tarkoittavat, että uudet laitokset voivat odottaa useita vuosia, ennen kuin ne voivat turvata verkkoyhteyden. Sillä aikaa uusiutuvan energian osuuden kasvu – erityisesti tuulen ja auringon – tuo epävakautta tarjontaan, mikä tekee sähkön tuotannon ja kulutuksen tasapainottamisen monimutkaisemmaksi.

Tämä dynamiikka luo rakenteellisen vastakkainasettelun: tekoäly-infrastruktuuri tarvitsee enemmän voimaa, mutta verkkotarpeet eivät voi laajentua tarpeeksi nopeasti.

Valkoinen kirja väittää, että ratkaisu ei välttämättä ole yksinkertaisesti verkon kapasiteetin lisääminen. Sen sijaan se ehdottaa, että datakeskukset voivat itse muuttua joustaviksi resursseiksi, jotka auttavat vakauttamaan sähköjärjestelmiä, absorboimalla ylijäävää uusiutuvaa energiaa tai vähentämällä kulutusta huippuverkkotarpeiden aikana.

Joustavien datakeskusten sininen tuloste

Yhteistyö yhdistää kaksi keskeistä teknologiaa:

• InfraPartnersin päivitettävän datakeskuksen arkkitehtuuri, joka on suunniteltu tukemaan peräkkäisiä tekoälylaitteiden sukupolvia ilman suuria uudelleensuunnittelua.
• Emerald AI:n Emerald Conductor -alusta, ohjelmistakerros, joka orkesteroi laskentakuormituksia, laitosten järjestelmiä ja verkkosignaaleja.

Nämä muodostavat yhdessä sen, mitä yritykset kutsuvat Joustavaksi datakeskukseksi, joka on suunniteltu alusta alkaen osallistumaan energiamarkkinoihin ja verkon hallintaan.

Valkoisen kirjan mukaan tämä integraatio mahdollistaa datakeskusten tukemisen tekoälyn kasvua samalla, kun parannetaan verkon luotettavuutta, vähennetään päästöjä ja lukitaan uusia taloudellisia arvoja verkkoprogrammeja kautta.

Sen sijaan, että joustavuus olisi lisätty myöhemmin, arkkitehtuuri integroi energiatietoisuuden suoraan laitosten toimintoihin ensimmäisestä päivästä lähtien.

Datakeskusten joustavuuden kolme ulottuvuutta

Keskellä suunnittelua on viitekehys, joka jakaa datakeskusten joustavuuden kolmeen vuorovaikuttavaan kerrokseen: ajan, paikan ja resurssien joustavuus.

Ajan joustavuus

Ajan joustavuus keskittyy sähkönkulutuksen siirtämiseen ajassa. Sen sijaan, että kuormitukset suoritettaisiin jatkuvasti täydellä teholla, laskentatyöt voidaan ajoittaa sähkön saatavuuden, hinnoittelun tai verkkotarpeiden mukaan.

Tekniikoita ovat:

• epäkiireellisten tekoälykoulutuskuormitusten lykäminen
• IT-tehon dynaaminen rajoittaminen
• jäähdytysjärjestelmän toiminnan säätäminen
• koordinointi paikallisen energiatallennuksen kanssa

Tämä lähestymistapa mahdollistaa datakeskusten vähentämisen kuormitusta huippuverkkotarpeiden aikana ja kulutuksen lisäämisen, kun uusiutuvaa energiaa on runsaasti saatavilla.

Paikan joustavuus

Paikan joustavuus laajentaa käsitteen yksittäisen laitoksen ulkopuolelle.

Suuret tekoälyoperaattorit usein pyörittävät useita datakeskuksia eri alueilla. Kuormitusten siirtäminen älykkäästi laitoksista toisiin mahdollistaa operaattorien reitittämisen laskentatehtäviä paikkoihin, joissa sähkö on halvempaa, puhtaampaa tai helpommin saatavilla.

Käytännössä tämä tarkoittaa, että tekoälykuormitukset voivat seurata uusiutuvan energian tuotantoa tai välttää alueita, jotka ovat kokeneet verkkokongestioita.

Resurssien joustavuus

Kolmas kerros käsittää kaikkien datakeskuksella olevien infrastruktuurin koordinoinnin.

Tähän sisältyy:

• GPU:t ja IT-järjestelmät
• jäähdytysinfrastruktuuri
• katkeamattomat virtalähteet (UPS)
• akustorjärjestelmät
• paikallinen sähköntuotanto

Kun nämä varat orkesteroidaan yhdessä, ne mahdollistavat laitoksen sopeuttamisen sähkönkulutusta samalla, kun palvelutaso- ja luotettavuusvaatimukset säilytetään.

Emerald Conductor: orkesteroi laskenta, laitokset ja verkon

Orkestraatiokerros, joka mahdollistaa nämä kyvyt, on Emerald AI:n Emerald Conductor -alusta.

Järjestelmä toimii hierarkkisena ohjausjärjestelmänä, joka kattaa kolme toiminnallista kerrosta:

1. IT-kerros

Laskentakerroksella Emerald Conductor integroidaan kuormitussuunnittelijoihin ja järjestelmän tilastoihin sopeuttaa laskentatehoa. Ennustemallit tunnistavat kuormitukset, jotka voidaan lykätä tai muotoilla uudelleen ilman, että palvelutaso- ja luotettavuusvaatimukset vaarantuvat.

Tekoälykoulutus, batch-käsittely ja muut ei-viivekriittiset kuormitukset ovat ehdokkaita joustavalle ajoitukselle.

2. Laitoskerros

Alusta yhdistyy myös datakeskuksen rakennuksen hallintajärjestelmään (BMS), joka sisältää telemetriaa jäähdytysinfrastruktuurista, sähköjakelulaitteista, UPS-järjestelmistä ja akustoista.

Tämä mahdollistaa ohjelmistolle sopeuttaa dynaamisesti toimintaparametreja, lähettää varastoitua energiaa tai koordinoida jäähdytysstrategioita kunnioittaen turvamarginaaleja ja redundanssivaatimuksia.

DC Flex Ready Executive White P…

3. Verkkoliittymäkerros

Ulkopuolella Emerald Conductor yhdistää datakeskukset verkkosignaaleihin, mukaan lukien kysyntävastaus-, sähkönhinnat ja luotettavuustilat.

Nämä signaalit käännetään koordinoituiksi toimiksi laskenta- ja laitosinfrastruktuurin yli, mahdollistaen automaattisen osallistumisen sähkömarkkinoiden ohjelmiin ja verkon vakautuspalveluihin.

InfraPartnersin päivitettävä datakeskuksen arkkitehtuuri

Kun Emerald AI tarjoaa orkestraatiokerroksen, InfraPartners keskittyy siihen, miten fyysinen infrastruktuuri on suunniteltu ja rakennettu.

Sen Päivitettävä datakeskuksen arkkitehtuuri on tarkoitettu ratkaisemaan toinen, mutta liittyvä ongelma: tekoälylaitteiden nopea kehitys.

Modernit GPU:t ja kiihdyttimet vaativat usein uusia tehokkuuksia, jäähdytysteknologioita ja infrastruktuurin asettelua joka muutama vuosi. Perinteiset datakeskukset kamppailevat sopeutumisessa, mikä johtaa kalliisiin uudelleenmuotoiluihin tai haaskatuksi kapasiteetiksi.

InfraPartnersin suunnittelu esittelee korvattavat sähkö- ja jäähdytysarkkitehtuurit, jotka pystyvät tukemaan useita laitteiden sukupolvia ilman suuria uudelleensuunnittelua.

Yritys luottaa myös voimakkaasti tehdasperustaiseen rakentamiseen, jossa noin 80 % laitoksesta koostuu ja testataan paikan ulkopuolella ennen käyttöönottoa. Tämä valmistusmalli vähentää rakentamisajat samalla, kun parannetaan laadunvalvontaa ja toistettavuutta.

Laitokset voivat skaalautua askelittain, 5 megawatin käyttöönotosta gigawatin mittakaavan laitoksiin, mikä mahdollistaa operaattorien kapasiteetin laajentamisen tekoälyn kasvun myötä.

Joustavuuden integrointi infrastruktuurin tasolla

Yhteistyö integroi nämä kaksi järjestelmää syvän telemetrian ja ohjausintegroinnin kautta.

InfraPartnersin rakennuksen hallintajärjestelmät lähettävät reaaliaikaisia toimintatietoja – mukaan lukien sähkö-, jäähdytys- ja energiasysteemien mittaukset – Emerald Conductorin optimoimismoottoriin.

Orkestraatioalusta määrittää sitten, miten kuormitukset, infrastruktuurijärjestelmät ja energiavarat tulisi reagoida verkon olosuhteisiin.

Koska infrastruktuuri on suunniteltu joustavuuden kannalta, järjestelmä voi sopeuttaa toimintaa turvallisesti ilman, että luotettavuus- tai käytettävyysvaatimukset vaarantuvat.

Tämä taso integraatiota mahdollistaa myös datakeskusten osallistumisen verkkoprogrammeihin, kuten:

• kysyntävastaus
• sähkömarkkinat
• verkon luotettavuuspalvelut

Nämä ohjelmat luovat uusia tulonlähteitä samalla, kun ne auttavat sähköyhtiöitä hallitsemaan sähkönkulutusta.

Uusi malli tekoäly-infrastruktuurille

Kun tekoäly jatkaa laajentumistaan eri aloilla, energian saatavuus on yksi tekoälyn kasvun määrittävistä rajoitteista.

Joustavat datakeskukset -malli ehdottaa toisenlaista lähestymistapaa laskentainfrastruktuurin skaalauttamiseen. Sen sijaan, että datakeskukset kohdellaan passiivisina kuormina verkkoon, suunnittelu asettaa ne aktiivisiksi osallistujiksi energiasysteemeihin, jotka voivat koordinoida laskentakuormitusta sähkön saatavuuden kanssa.

Jos tämä arkkitehtuuri otetaan laajasti käyttöön, se voisi auttaa tekoälyn käyttöönoton kiihdyttämistä samalla, kun se helpottaisi sähköverkkoinfrastruktuurin rasitusta – yhä kriittisempää haastetta, kun tekoälymallit kasvavat suuremmiksi ja energianvaativammiksi.