Енергетичні вимоги штучного інтелекту та хмарних обчислень виходять з-під контролю. Дата-центри, які колись були лише енергоспоживачами, зараз настільки великі, що незабаром можуть перевершити цілі міста — або навіть штати США — за споживанням електроенергії. Розробники цих об'єктів змагаються за забезпечення енергії та землі, щоб впоратися з вибухом попиту, зумовленим переважно прогресом ШІ.
За останнє десятиліття потреба в електриці для дата-центрів зросла до небес, що відображає їх важливість у глобальній економіці. Ці об'єкти містять сервери, які забезпечують роботи для всього, від бізнес-операцій до повсякденних додатків.
З підйомом ШІ, пошук землі та енергії для задоволення цих вимог став великою проблемою. Розробники тепер говорять про кампуси на гігаватному масштабі, кожен споживає один мільярд ват енергії. Для порівняння, це приблизно вдвічі більше електрики, ніж усі домогосподарства Піттсбурга використали минулого року.
Енергетична гонка: Великі дата-центри, великі проблеми
Алі Фенн, президент Lancium, компанії з Техасу, що забезпечує землю та енергію для дата-центрів, описує це як "гонку за життя для глобального домінування" в штучному інтелекті. Вона сказала: "Це, по суті, про національну безпеку та економічну безпеку."
Ця гонка змушує технологічні компанії інвестувати мільярди в будівництво більших об'єктів. Вони не бачать кращого використання свого капіталу, ніж підтримка буму ШІ.
Але це швидке розширення перевіряє межі. Відновлювальні джерела енергії, такі як вітер і сонце, ненадійні через коливання погоди. Розробники погоджуються, що природний газ повинен заповнити цю прогалину, хоча це уповільнює прогрес у зменшенні викидів вуглецю.
Нат Сальстром, головний енергетичний офіцер компанії Tract, яка займається придбанням землі для дата-центрів, каже, що об'єкти "вичерпують існуючу інфраструктуру комунальних послуг." Електромережі просто не були побудовані, щоб впоратися з масштабами, які зараз вимагають ці дата-центри.
Наявність придатної землі є ще однією проблемою. Ділянки промислової зони, які можуть вміщати великі об'єкти, зменшуються, пояснює Сальстром. Розробники змушені досліджувати нові ринки за межами усталених центрів, таких як Вірджинія, світовий лідер у роботі дата-центрів. Електромережа Вірджинії стикається з проблемами надійності, з попитом на електрику, що зростає, і пропозицією, що зменшується в міру закриття вугільних та старих газових електростанцій.
Tract придбала понад 23 000 акрів для розробки дата-центрів по всій території США. Це включає землю в окрузі Марікопа, Арізона, поблизу Фінікса, та окрузі Стори, Невада, поблизу Рено. Нещодавно Tract придбала 2 100 акрів у Бакеї, Арізона, для будівництва одного з найбільших кампусів дата-центрів у США. Вони працюють над забезпеченням до 1,8 гігават енергії для цього майданчика, достатньо для підтримки 40 окремих дата-центрів.
Кампус дата-центру, що використовує один гігават енергії на рік, еквівалентний споживанню енергії 700 000 домогосподарств або міста з 1,8 мільйона людей. Аналіз CNBC показує, що такий об'єкт використовував би більше енергії за рік, ніж Аляска, Род-Айленд або Вермонт.
Що це означає для спільнот
Середній дата-центр, що експлуатується великими технологічними компаніями, наразі використовує 40 мегаватів енергії. Але більші об'єкти вже на підході. За даними Boston Consulting Group, кампуси на 250 мегават або більше вже розробляються.
До 2030-х років кампуси дата-центрів, що споживають 500 мегаватів, або півгігавата, стануть звичними. Ці об'єкти використовуватимуть стільки ж електрики, скільки 350 000 домогосподарств.
Техас став гарячою точкою для дата-центрів завдяки менш обмежувальним регуляціям та багатим енергетичним ресурсам. Розробники там можуть налаштовувати енергетичні рішення для конкретних майданчиків. Сальстром називає Техас "найкращою лабораторією для експериментів у світі, щоб реалізувати своє власне енергетичне рішення."
Lancium, компанія з Х'юстона, змінила свою увагу з видобутку криптовалюти на інфраструктуру ШІ в кінці 2022 року. Вони зараз експлуатують п'ять кампусів дата-центрів на різних стадіях розвитку. Один в Абіліні, Техас, відкриється на початку 2025 року з 250 мегаватами потужності, з можливістю розширення до 1,2 гігавата до 2026 року.
Як зростають енергетичні потреби, розробники повинні вирішувати потенційні проблеми для сусідніх спільнот. Це включає забезпечення того, щоб витрати на електрику не зростали, а надійність електромереж залишалася незмінною. "Ніхто не буде продовжувати затверджувати" нові об'єкти, якщо вони порушують місцеву електропостачання, - сказала Фенн. Розробники поєднують дата-центри з новими генераціями електроенергії, щоб запобігти цим проблемам.
Відновлювальні джерела, ядерна енергія та майбутнє енергії
Хоча розробники віддають перевагу відновлювальній енергії, очевидно, що сонячна та вітрова енергія не зможуть задовольнити попит. Залежність від погоди робить ці джерела ненадійними для критичних операцій, таких як фінансові біржі, які покладаються на дата-центри.
Вимкнення електроенергії не є варіантом для об'єктів, таких як ті, що експлуатуються Equinix, які обробляють критичні навантаження. Джон Лін, генеральний менеджер послуг дата-центру Equinix, сказав, що їхні об'єкти залишаються онлайн більше ніж 99% часу.
Щоб вирішити проблеми надійності, великі компанії досліджують ядерну енергію. Microsoft підтримує перезапуск ядерної електростанції Три милі острів у Пенсильванії. Amazon і Google інвестують у невеликі ядерні реактори.
Однак ядерна енергія має свої виклики. Нові реактори в Джорджії затрималися на роки та перевищили бюджет на мільярди. Наразі природний газ залишається домінуючим джерелом енергії для дата-центрів.
Фенн з Lancium говорить, що інвестиції в газову генерацію можуть включати технології вловлювання вуглецю та зберігання енергії для компенсації впливу на навколишнє середовище. З часом розширення відновлювальної енергії, зниження вартості батарей і використання ШІ для підвищення ефективності можуть зменшити залежність від газу.
Але наразі швидке зростання дата-центрів ускладнює зусилля щодо досягнення цілей зменшення викидів. "Ми не можемо дозволити цьому негативно впливати на екологічні цілі," - попереджає Фенн.
Розробники стверджують, що ці об'єкти необхідні для економіки, навіть якщо вони порушують енергетичні ринки і навантажують електромережі. З огляду на те, що кампуси очікується досягнуть до п'яти гігават у майбутньому, дата-центри швидко стають одними з найбільш значних гравців у споживанні енергії. Чи через інновації, чи викопні пального, гонка за енергією для ШІ продовжує змінювати енергетичний ландшафт світу.
Від нуля до Web3 Pro: Ваш план запуску кар'єри на 90 днів