RAVEL suunnittelee tutkimusta sähkön saatavuuden huomioivasta hajautetun tekoälyn ajoituksesta

RAVEL ilmoitti 12. marraskuuta 2026 yhteistyöstä Sandia National Laboratoriesin kanssa Project Quicksilver -hankkeessa. Kyseessä on monivaiheinen tutkimus, jossa selvitetään tekoälyn työkuormien sähkön saatavuuden huomioivaa ajoitusta maantieteellisesti hajautetuissa laskentaympäristöissä. Ensimmäisessä vaiheessa tarkastellaan kolmea Sandian toimipaikkaa ja verrataan ilmajäähdytteisiä ja nesteeseen upotukseen perustuvia jäähdytysjärjestelmiä.

Tutkimuksessa selvitetään, voivatko sähkön saatavuus, käyttöolosuhteet ja työkuormien vaatimukset ohjata ajoitus- ja sijoittelupäätöksiä siten, että energiaan, kapasiteettiin ja kustannuksiin liittyvät rajoitteet voidaan ottaa huomioon. Tarkoituksena on tuottaa tietoa datakeskusten suunnittelua ja toimintaa varten tutkimalla, miten sähkötehosta ja laskentakapasiteetista voidaan saada enemmän irti sen sijaan, että oletettaisiin lisäkapasiteetin automaattisesti tuottavan hyödyllisempää infrastruktuuria. Tiedotteessa kuvataan suunniteltuja mittauksia, ei valmiita tuloksia tai osoitettuja säästöjä.

RAVELin toimitusjohtaja ja perustajajäsen Denise Muyco sanoi, että hankkeessa selvitetään, miten orkestroinnilla voidaan parantaa tekoälyinfrastruktuuri-investointien tuottavuutta ja samalla edistää vastuullisempaa energiankäyttöä.

Kolmen toimipaikan koejärjestely

Ensimmäisessä vaiheessa arvioidaan kahta jäähdytysympäristöä kolmessa Sandian toimipaikassa, jotka on yhdistetty laajaverkolla. Ilmajäähdytteisissä ympäristöissä käytetään Box–Behnken-koesuunnitelmaa ja nesteeseen upotukseen perustuvissa jäähdytysympäristöissä Plackett–Burman-koesuunnitelmaa. Verkon kaistanleveyttä ja nopeutta muutetaan muiden koetekijöiden ohella.

Energiatehokkuusanalyysissä verrataan samoja työkuormia eri jäähdytysympäristöissä ja otetaan huomioon laskenta, tietotekniikkainfrastruktuuri sekä datakeskusten toiminta. Mittauksiin sisältyvät energiankulutus, TUE sekä PUE-arvolla korjattu tehokkuus ja hukkalämmön mahdollinen hyödyntäminen. Näin tarkastelussa yhdistetään työkuormien sijoittelu tilojen ja jäähdytyksen yleiskustannuksiin sen sijaan, että laskentalaitteita mitattaisiin erillään muusta infrastruktuurista.

Erillisessä omistamisen kokonaiskustannusten analyysissä arvioidaan, miten ajoitus ja sijoittelu vaikuttavat laskentakustannuksiin hajautetuissa ympäristöissä. Tarkasteluun sisältyvät infrastruktuuriin, sähköön, jäähdytykseen, verkkoyhteyksiin ja toimintaan liittyvät investointi- ja käyttökustannukset. Kolmannessa työlinjassa mitataan tekoälyn työkuormien suoritusaikaa, jotta tutkijat voivat tarkastella näiden tavoitteiden välisiä kompromisseja ottamalla huomioon suoritusajan energiankulutuksen ja kustannusten rinnalla.

Federatiivinen orkestrointi eri toimipaikoissa

RAVEL kuvailee Orchestrate AI:ta federatiiviseksi orkestrointikerrokseksi, jolla hallitaan tekoälyn työkuormia heterogeenisissä, maantieteellisesti hajautetuissa resursseissa. Tavoitteena on koordinoida eri toimipaikkoja yhtenä järjestelmänä sen sijaan, että jokaista ympäristöä optimoitaisiin erikseen. Sen sähkön saatavuuden huomioivassa ajoituksessa ja käytäntöohjatussa hallinnassa otetaan huomioon saatavilla oleva sähköteho, kustannukset, suorituskykyvaatimukset, infrastruktuurin olosuhteet, työkuormien tarpeet ja toiminnan prioriteetit.

Sandian Infrastructure Computing Services -yksikön tekniikan ohjelma- ja projektijohtaja Dave Martinez kuvaili yhteistyön laajuutta näin: «RAVELin kanssa tehdyn tutkimus- ja kehitysyhteistyösopimuksen puitteissa selvitämme, voiko työkuormien dynaaminen sijoittelu auttaa hyödyntämään saatavilla olevaa sähkötehoa ja laskentaresursseja paremmin samalla, kun suorituskyky ja kustannukset pidetään tasapainossa.»

Kokeellinen lähestymistapa on tärkeä, sillä työkuorman siirtäminen tai ajoituksen muuttaminen voi vaikuttaa muuhunkin kuin sen energiankulutukseen. Koesuunnitelmassa seurataan myös verkkoyhteyksiin ja toimintaan liittyviä kustannuksia, jäähdytysympäristöjä ja suoritusaikaa. Näin tutkijat voivat arvioida sijoittelupäätöksiä useiden infrastruktuurin asettamien rajoitteiden kannalta.

Laboratoriotoiminnan laajentaminen ja SC26

Sandia johtaa tutkimusta sen alkuvaiheessa. Yhteistyökumppanit suunnittelevat Project Quicksilver -hankkeen laajentamista muihin US Department of Energyn kansallisiin laboratorioihin sekä uusien ympäristöön ja suorituskyvyn optimointiin liittyvien käyttötapausten tutkimista.

RAVELin ja Sandian on määrä esitellä koejärjestelyä, suunniteltuja testivaiheita ja odotettavissa olevia tutkimustuloksia Department of Energyn osastolla SC26-tapahtumassa 17. marraskuuta 2026.

Project Quicksilverin keskeinen kysymys on, voidaanko sähkönkäyttöä ja laskennan taloudellisuutta parantaa käsittelemällä erillisiä datakeskuksia koordinoituna järjestelmänä heikentämättä työkuormien suorituskykyä. Mittaussuunnitelmassa tätä tarkastellaan koko infrastruktuurin näkökulmasta: ajoituspäätökset vaikuttavat sähkönkulutukseen, mutta myös jäähdytys, verkkoyhteydet, investointikustannukset ja suoritusaika ratkaisevat, tekevätkö nämä päätökset hajautetusta laskennasta tuottavampaa.