Ngành công nghiệp trung tâm dữ liệu của Châu Âu đang phải đối mặt với một vấn đề độc đáo: sự gia tăng mạnh mẽ về năng lượng của AI. Với những cái tên lớn như Nvidia đang đưa các đơn vị xử lý đồ họa (GPU) tiên tiến vào thị trường, các nhà phát triển Châu Âu hiện cần phải xem xét lại toàn bộ chiến lược năng lượng của họ.
Theo Goldman Sachs, dự báo cho thấy sự tăng trưởng của AI sẽ thúc đẩy nhu cầu về trung tâm dữ liệu tăng 160% vào năm 2030. Nhưng sự tăng trưởng này không phải là con đường trực tiếp. Nó có nguy cơ làm chệch hướng các mục tiêu phi carbon hóa của châu Âu, vì các GPU chạy bằng AI mới này không có bất kỳ sự so sánh nào về mặt tiêu thụ năng lượng.
GPU tập trung vào AI cần được làm mát đáng kể, đặc biệt là ở nhiệt độ nước thấp hơn, để xử lý lượng nhiệt lớn mà các bộ xử lý này tạo ra.
Hãy tưởng tượng xem: một mét vuông trong một trung tâm dữ liệu tập trung vào AI hiện có thể tiêu thụ tới 120 kilowatt điện, tương đương với lượng điện mà 15-25 hộ gia đình sử dụng, theo Andrey Korolenko từ Nebius, một công ty công nghệ triển khai chip Blackwell GB200 cao cấp của Nvidia.
“Điều này cực kỳ nghiêm trọng”, Korolenko nói và nói thêm rằng những nhu cầu như vậy đòi hỏi các giải pháp làm mát khác nhau.
Nhiệt độ thấp hơn, đau đầu nhiều hơn
Chi phí năng lượng cao không phải là điều duy nhất khiến những người ủng hộ khí hậu ở châu Âu tức giận. Michael Winterson, chủ tịch Hiệp hội Trung tâm Dữ liệu Châu Âu (EUDCA), đã lên tiếng cảnh báo về việc sự thay đổi này có thể dẫn đến đâu. Ông cảnh báo rằng "Nhiệt độ nước hạ thấp có thể kéo chúng ta trở lại với các hoạt động không bền vững của 25 năm trước".
Winterson lập luận rằng AI hiện là một "cuộc đua không gian" do Mỹ kiểm soát, trong đó ưu tiên là thống trị thị trường hơn là trách nhiệm về môi trường. Với đất đai, năng lượng và tính bền vững thấp hơn trong chương trình nghị sự của Hoa Kỳ, Châu Âu phải đối mặt với nhiệm vụ lộn xộn là cung cấp những con chip mạnh mẽ này mà không làm nổ tung các mục tiêu về khí hậu của mình.
Herbert Radlinger của NDC-GARBE, nhà cung cấp thiết bị dữ liệu hàng đầu châu Âu, đã xác nhận áp lực từ các công ty chip của Hoa Kỳ trong việc hạ nhiệt độ nước cho chip AI.
“Đây là tin gây sốc”, Radlinger cho biết, đồng thời nói thêm rằng các kỹ sư ban đầu mong đợi các trung tâm dữ liệu sẽ áp dụng phương pháp làm mát bằng chất lỏng, hiệu quả hơn nhiều so với phương pháp làm mát bằng không khí truyền thống. Thay vào đó, tham vọng xanh của châu Âu đang bị gạt sang một bên khi các công ty vội vã đáp ứng nhu cầu nhiệt độ cao của AI.
Steven Carlini, người ủng hộ trung tâm dữ liệu và AI của Schneider Electric, lưu ý rằng làm mát hiện là hoạt động tiêu thụ năng lượng cao thứ hai trong các trung tâm dữ liệu, ngay sau tải CNTT. Ông cho biết, khách hàng triển khai siêu chip Blackwell của Nvidia hiện yêu cầu nhiệt độ nước thấp tới 20-24°C (68-75°F).
Nhiệt độ này mát hơn đáng kể so với nhiệt độ 30-32°C (86-89°F) thường được sử dụng trong các thiết lập làm mát bằng chất lỏng. Nhiệt độ thấp hơn thúc đẩy hoạt động của máy làm lạnh, đẩy Hiệu quả sử dụng điện (PUE) lên cao hơn—một số liệu mà các cơ quan quản lý năng lượng của Châu Âu theo dõi chặt chẽ.
Carlini cảnh báo nhu cầu làm mát tăng cao có thể làm suy yếu Chỉ thị về Hiệu quả Năng lượng mới của Châu Âu, yêu cầu các trung tâm dữ liệu lớn hơn phải báo cáo công khai mức sử dụng năng lượng của họ.
Chỉ thị về hiệu quả năng lượng của Châu Âu đang chịu áp lực
Ủy ban Châu Âu đang tăng cường hiệu quả năng lượng, đặt mục tiêu cắt giảm 11,7% mức sử dụng năng lượng vào năm 2030. Nhưng sự phát triển của AI làm phức tạp các mục tiêu này, đặc biệt là khi Châu Âu ban hành chỉ thị thực thi báo cáo dữ liệu công khai mới đối với các trung tâm dữ liệu có quy mô trên một mức nhất định.
Việc hạ nhiệt độ nước đi ngược lại chỉ thị này, khiến EUDCA vận động Brussels xem xét tác động của sự gia tăng điện năng của AI đối với tính bền vững. Các công ty năng lượng và tiện ích hiện đang phải vật lộn để thích ứng với sự gia tăng của AI.
Schneider Electric đang hợp tác với EU về các giải pháp "nguồn điện chính" cho các trung tâm do AI điều khiển, hy vọng cân bằng nhu cầu của AI với các quy tắc năng lượng của Châu Âu. EU thậm chí đã đàm phán với Nvidia về mức tiêu thụ điện năng ngày càng tăng trong các trung tâm dữ liệu.
Carlini của Schneider đã nhấn mạnh áp lực từ những nhu cầu này khi ông đề cập rằng mặc dù mức sử dụng năng lượng tăng cao, nhiệt độ nước thấp hơn sẽ không ngăn được máy làm lạnh tiêu tốn điện năng.
Carlini cho biết: "Làm mát là hoạt động tiêu thụ năng lượng lớn thứ hai trong các trung tâm dữ liệu", đồng thời nói thêm rằng khách hàng Blackwell của Nvidia đang yêu cầu nhiệt độ nước thấp hơn đáng kể, điều này hoàn toàn không bình thường.
Ferhan Gunen, Phó chủ tịch điều hành trung tâm dữ liệu của Equinix tại Vương quốc Anh, lưu ý rằng nhu cầu về chip công suất cao hơn của AI cũng có nghĩa là thiết lập máy chủ dày đặc hơn. "Đó là một cuộc thảo luận về sự tiến hóa hơn bất cứ điều gì", bà nói.
Gunen giải thích rằng các trung tâm dữ liệu hiện đang nói về việc tái cấu hình, với tương lai hướng đến làm mát bằng chất lỏng khi các công trình mới xuất hiện. Trong khi mật độ cao hơn và nhu cầu điện năng thúc đẩy làm mát, Gunen chỉ ra rằng "sự cân bằng" xuất hiện khi công nghệ thay đổi.
Làm mát bằng chất lỏng: Bước tiếp theo hay canh bạc tốn kém?
Cơn khát năng lượng của AI có nghĩa là Châu Âu phải sáng tạo. Làm mát bằng chất lỏng là một câu trả lời, nhưng nó không hề đơn giản. Nvidia đã công bố nền tảng GPU Blackwell hứa hẹn sẽ cắt giảm chi phí và năng lượng tới 25 lần. Nhưng Ferhan Gunen cho biết những nâng cấp công nghệ này đòi hỏi phải đại tu hoàn toàn, làm tăng thêm chi phí mới ngay từ đầu.
Mặc dù công nghệ này sẽ có ích theo thời gian, nhưng bà cho biết “mật độ cao hơn sẽ có nghĩa là sử dụng nhiều điện năng hơn và yêu cầu làm mát cao hơn”.
Nebius, được trang bị 2 tỷ đô la sau khi tách khỏi Yandex, có kế hoạch triển khai nền tảng Blackwell của Nvidia cho khách hàng vào năm 2025 và đã cam kết hơn 1 tỷ đô la cho cơ sở hạ tầng AI ở Châu Âu. Theo Korolenko, làm mát bằng chất lỏng chỉ là "bước đầu tiên", ám chỉ một khởi đầu tốn kém nhưng có thể mang lại lợi ích sau này.
Ông cho biết: “Khi mở rộng quy mô, bạn muốn có những lựa chọn không làm giảm hiệu quả”, đồng thời nhấn mạnh hiệu quả sử dụng điện là yếu tố quan trọng để kiểm soát chi phí.
Sicco Boomsma từ nhóm TMT của ING chỉ ra rằng châu Âu rất nhạy cảm với nguồn điện, trong khi các công ty Hoa Kỳ vẫn tiếp tục thúc đẩy việc mở rộng ở những nơi có nguồn điện dễ tiếp cận.
Ông cho biết: “Có rất nhiều nhà điều hành trung tâm dữ liệu của Mỹ đang để mắt tới châu Âu, cố gắng tuân thủ các mục tiêu của EU như trung hòa carbon và hiệu quả sử dụng nước”, đồng thời trích dẫn mối quan tâm ngày càng tăng trong việc xây dựng cơ sở hạ tầng thân thiện với môi trường.
