Duomenų centro galios krizė - Paslėptos kaina AI & Cloud

Įvadas

Debesų kompiuterijos ir dirbtinio intelekto (AI) augimas sukėlė didžiulį skaitmeninės ekonomikos infrastruktūros pokytį. Kas dažnai lieka paslėptas už bendruomenės jaudulys "AI visur" ir "debesų visur" yra didžiulis energija ir elektros energijos infrastruktūra našta, kad šiuolaikiniai duomenų centrai dabar nustatyti. šiame straipsnyje nagrinėju, kas duomenų centruose kyla "elektros energijos krizė" - kas tai yra, kodėl tai vyksta, kokios yra jos sąnaudos (ekonominės, aplinkos, socialinės), ir ką tai reiškia organizacijoms (įskaitant tas, kurios valdo didelius darbo krūvius, pavyzdžiui, GPU / CPU lyginamąją analizę, virtualizaciją ir didelio našumo debesų infrastruktūrą).

Problemos mastas

1, 1 Elektros energijos vartojimas pasauliniu mastu

• Tarptautinės energetikos agentūros (TEA) duomenimis, duomenų centruose šiuo metu suvartojama maždaug 415 valandų (TWh) - apie 1,5% pasaulinės elektros energijos suvartojimo 2024 metais. IEA+ 2Energetikos departamentas Energy.gov+ 2

• Projekcijos rodo, kad tai gali beveik dvigubas iki 2030 m. (iki ~ 945 TWh) pagal TEA pagrindinį scenarijų, kuris tuo metu sudarytų tik 3% viso pasaulyje suvartojamos elektros energijos kiekio. IEA+ 1

• JAV, pavyzdžiui, 2024 metais duomenų centrai sudegino apie 183 TWh (4% JAV suvartojamos elektros energijos), ir prognozuojama, kad iki 2030 metų (iki ~ 426 TWh) šis kiekis išaugs daugiau nei dvigubai. Pew tyrimų centras+ 1

1, 2 Spartus PG darbo jėgos augimas

• Augimas yra ne tik iš "daugiau duomenų centrų", bet iš pagreitintas darbas - GPU / TPU klasteriai, didelės kalbos modelis mokymo, vidurinis - skalė. Accelerated servers (AI- special) IEA projektuoja apie 30% augimą per metus, palyginti su ~ 9% augimu tradiciniuose serveriuose. IEA

• "Goldman Sachs" projektų duomenų centro ataskaita 165% iki dešimtmečio pabaigos (palyginti su 2023 m.) labai priklauso nuo PG ir debesų kompiuterijos. Goldman Sachs

• JAV Morgan Stanley įspėja galios trūkumas iki 20% duomenų centrams 2028 metais, varomas šio PG pastato. Comment

1.3 Poveikis elektros energijos tinklams ir infrastruktūrai

• Trūksta paklausos, didėja perdavimo, gamybos, tinklo inercijos ir vietinių komunalinių paslaugų įtampa. Našumas (NMŠ) Pasaulio išteklių institutas+ 1

• Tuose regionuose duomenų centrai jau naudoja didelę dalį vietinės elektros energijos tiekimo - tai neturi poveikio vietos namų ūkiams, pramonei ir infrastruktūros planavimui. Pew tyrimų centras

Kodėl tai Happening: Vairuotojai

2.1 HiperscalE AI ir debesų kompiuterijos darbo krūvis

• Pereijimas į generatyvus AI, didelis modelis mokymo, išvados mastu (real- time, 24 / 7) reikalauja daug didesnis galios tankis nei ankstesnės kartos serverio darbo apkrovas. NAME OF TRANSLATORS arXiv+ 1

• Šalinimas, elektros tiekimas, atleidimas iš darbo, eksploatacinis pajėgumas - visa tai didina sąnaudas ir sudėtingumą - dėl masto ekonomijos ir veiksmingumo poreikio šie įrenginiai dažnai tampa brangesni.

2.2 Vietos masto didinimas ir grupavimas

• Nemažai duomenų centrų susitelkia regionuose, kuriuose palankios sąlygos (pvz., mažos elektros energijos sąnaudos, vėlesnis klimatas, mokesčių paskatos). # But successful message # lokalus stresas tinkle - net jei pasaulio vaizdas gali atrodyti valdomas. Pew tyrimų centras

• Infrastruktūra šioms didelėms vietoms - galinėms pastotėms, didelio galingumo transformatoriams, ilgoms perdavimo linijoms - palaikyti dažnai atsilieka nuo statybos tempo.

2.3 Energijos neefektyvumas ir šaldymo išlaidos

• Beto apskaičiuoti elektros srovę, didelė dalis duomenų centre elektros eina į aušinimo, vėdinimo, galios paskirstymo nuostoliai. Kuo galingesnis įrenginys, tuo didesnė papildoma apkrova. Pew tyrimų centras+ 1

• Šaldymo sistemos gali sunaudoti iki ~ 30% (arba daugiau) visos duomenų centro galios mažiau efektyviuose įrenginiuose. Aukštesnio efektyvumo hiperscale tie sumažina tai, bet kaip tankumas didėja, aušinimo reikalavimai didėja. Pew tyrimų centras

2.4 Atsinaujinančiųjų išteklių integracija ir pertrūkių problemos

• Nemažai operatorių siekia naudoti atsinaujinančią (vėjo ir (arba) saulės) energiją arba net branduolinę energiją savo duomenų centrams aprūpinti energija. Vėlgi atsinaujinantys energijos su pertrūkiais, ir realiu laiku reikalavimai AI skaičiuoklė dažnai reikalauja stabilios, aukštos kokybės galios. Darbininkai praneša apie ilgą laiką, kai reikia padidinti pajėgumus arba perdavimo linijas, sudėtinga išduoti leidimus ir sunku suderinti atsinaujinančiuosius energijos išteklius su apkrova. Comment

• Vėlgi, daugelis įrenginių vis dar priklauso nuo iškastinio kuro atsarginio naudojimo arba tinklo energijos iš tradicinių šaltinių - dėl to didėja išmetamų teršalų kiekis, o tvarumas tampa sudėtingesnis.

Paslėptos išlaidos - už Serverio Bill

3.1 Ekonominiai / tinklo sąnaudų išorės veiksniai

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • kiti klientai - namų ūkiams ir mažesnėms įmonėms. Našumas (tonomis) Pew tyrimų centras+ 1

• Tuose regionuose, kuriuose tinklo pajėgumai yra nedideli, duomenų centro tarpusavio sujungimo laukimo laikas gali tęstis daugelį metų - dėl to gali būti vėluojama pradėti verslą arba pritraukiamas perkėlimas. MKQ

3.2 Aplinkos ir anglies pėdsako poveikis

• Daugelio regionų elektros energijos gamybos duomenų centrai vis dar gauna daug iškastinio kuro. Neigiamas poveikis aplinkai Ilgus metus kai kurie duomenų centrai gali blokuoti nuo iškastinio kuro priklausomą infrastruktūrą. Financial Times+ 1

• Šalinimo ir elektros energijos infrastruktūra naudoja vandenį (ypač garavimo aušinimą) - tai reiškia, kad duomenų centrai vandens stygiaus regionuose sukuria antrinis poveikis aplinkai. Vikipedija

3, 3 Opportunity cost & infrastructure competition

• Žemės, elektros, vandens ir aušinimo ištekliai, kuriuos naudoja milžiniški duomenų centrai, priešingu atveju galėtų tarnauti apdirbamajai pramonei, vietos bendruomenėms arba mažesnėms įmonėms. Kyla klausimų dėl: regioninis nuosavas kapitalas, ypač jei vietos nauda (darbo vietos, mokestinės pajamos) yra ribota, palyginti su išteklių suvartojimu.

• Kylanti konkurencija dėl elektros energijos ir vėsinimo gali lemti:

  • Didesnės prieglobos (debesų skaičiavimo) sąnaudos

  • Ilgesnis pajėgumų įgyvendinimo laikotarpis

  • Potencialiai mažesnė prieiga prie aukščiausios įtampos (mažo vėlinimo) infrastruktūros

3.4 Patikimumo ir proporcingumo rizika

• Kyla pavojus, kad pernelyg didelės apkrovos arba didelio pajėgumo tinklai gali būti mažiau santūrūs, mažiau atsparūs nesėkmėms arba ekstremalioms oro sąlygoms, be to, yra didesnė tikimybė, kad jie bus apleisti arba atleidžiami iš darbo. Abu patys duomenų centrai ir aplinkinei infrastruktūrai (būstams, ligoninėms ir kt.). Tarnybos jau įspėja apie šiuos streso taškus. Comment+ 1

Ką tai reiškia sunkiems darbams: lyginamoji analizė, Virtualizacija ir debesų architektūra

Jūsų dėmesys GPU / CPU lyginamajai analizei, virtualizacijai, pakavimui ir hibridinių / debesų diegimui, galios ir infrastruktūros aspektas tampa vis svarbesnis. Štai kaip:

4.1 Standartų sistemos turi apimti infrastruktūros išlaidas

• VMware / VirtualBox, AI Conference vamzdynai), apsvarstyti ne tik neapdorotų skaičiavimų metrikos (GFLOPS, pralaidumo), bet ir energijos sąnaudos, vėsinimo sąnaudos ir energijos vartojimo efektyvumas vienam darbui.

• Debesų diegimui (pvz., Microsoft Azure / AWS / GCP) pagrindiniai infrastruktūros (elektros energijos ir aušinimo) apribojimai, galintys turėti įtakos kainodarai, prieinamumui ir veiklos rezultatams, daro vis didesnį poveikį sąnaudoms.

4.2 Virtualizacija ir hibridinės skaičiavimo pasekmės

• @ info: whatsthis ribinės sąnaudos ir energijos- pėdsakas apyniai, kurių duomenų centre yra apyniai. Darbų apkrovos gali būti veiksmingesnės vietoje (priklausomai nuo vėsinimo (energijos) sąnaudų), nei debesys, jei jos naudojamos ribotos galios regione.

• Virtualizacijos orkestravimas turi stebėti galios kvotos, ypač daugianacionalinėje ir (arba) ypatingoje aplinkoje. Darbų apkrovos planavimas gali tekti pasirinkti laiką / vietas, kai galios normos / prieinamumas yra palankus.

4.3 geografinis ir energijos tiekimo klausimas

• renkantis debesų arba duomenų centrų regionus, energijos šaltinių derinys, tinklo pajėgumas, galios didinimo rizika, aušinimo aplinkos klausimai. Kaikurie regionai dėl duomenų centrų skvarbos gali turėti akivaizdžią elektros energijos trūkumo arba didesnių būsimų išlaidų riziką.

• Našumas (kg) • • • • • • • • • • • • • • •

4.4 Tvarumas ir rinkodara

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

• Jūsų bendruomenė IT specialistų ir veiklos entuziastų, pabrėžiant energijos sąnaudos vienai užduočiai, aušinimo efektyvumas, kiekvieno lyginamojo indekso server- power drag, prideda diferenciatorius.

Kovos su krize strategijos

Čia yra kelios strategijos, kurias galima įgyvendinti tiek makro (pramonės (komunalinių paslaugų), tiek mikro (įmonių (diegimo)) lygmeniu.

5, 1 Sektoriaus (komunalinių paslaugų) lygmeniu

• paklausos mažinimo programos: stambūs duomenų centrai, siekdami sumažinti tinklo įtampą, gali dalyvauti tinklo atsako į paklausą schemose (mažinti apkrovą per piką). Pavyzdžiui, "Google LLC" pasirašė sutartis JAV, kad sumažintų savo AIA duomenų centro energijos naudojimą piko metu. @ item: inlistbox

• Tinklo ir perdavimo investicijos: Norintys paremti pastatą, komunalinės įmonės turi padidinti gamybos pajėgumus, perdavimo linijas ir pastotes - dažnai tai yra ilgas procesas. Vėlavimas didina kliūčių riziką. Deloitte

• Žaliasis elektros energijos tiekimas + mikrotinklai: Duomenų centrai, siekdami sumažinti priklausomybę nuo įtemptų tinklų, gali gauti atsinaujinančiųjų išteklių, gaminti vietoje, kaupti baterijas arba naudoti mikrotinklus.

• Skaidrumo ir ataskaitų teikimas: Operatoriai turi pranešti apie faktinį energijos sunaudojimą, vėsinimo parametrus, PUE (energijos naudojimo efektyvumas) ir kt., kad reguliavimo institucijos ir bendruomenės galėtų įvertinti poveikį. Nemažai analitikų teigia, kad trūksta informacijos. Financial Times

5, 2 diegimo (įmonės) lygmeniu

• Atsargiai pasirinkti regioną ir energijos šaltinį: Rinkitės duomenų centrų regionus, turinčius gerus tinklo pajėgumus, teigiamą galią, didelį atsinaujinančiųjų išteklių derinį ir mažą apribojimų riziką.

• Optimizuoti darbo krūvio planavimą: Sunkiems darbams (etaloniniams važiavimams, mokymo modeliams) - grafikas ne piko valandomis arba kai elektros energijos sąnaudos yra mažesnės. Naudokite regioninius sąnaudų ir laiko skirtumus.

• Power-susipažinęs lyginamoji analizė ir architektūros dizainas: priemonė ne tik skaičiuojamasis laikas, bet ir suvartojamos energijos (kWh) vienam lyginamajam indeksui. Optimizuoti energijos vienam rezultatui, ne tik neapdoroto greičio.

• Šalinimas ir efektyvumo didinimas: Premiksų ar briaunų diegimui, apsvarstykite didelio efektyvumo aušinimo, liuminescencinio vėsinimo, rekso tankio prekybos galimybes, serverio pasirinkimą energijos vartojimo efektyvumui.

• Naršyti hibridines (briaunų) alternatyvas: Situacijų, kai debesų duomenų centrai gali susidurti su apribojimais arba didesnėmis sąnaudomis, atveju vietos arba krašto skaičiuoklė gali būti geresnė prekyba.

Pavojai ir perspektyvos

6, 1 Ką daryti, jei augimas nekontroliuojamas?

• Raktų analitikai perspėja Trūksta tinklo pajėgumų, ypač galinguose regionuose. Morgan Stanley įvertis 20% trūkumas JAV duomenų centro galia 2028 yra bauginantis rodiklis. Comment

• Našumas (NMŠ)

  • Didesnės veiklos sąnaudos (elektros energijos kainos kilimas)

• Ilgesnis duomenų centrų diegimo laikotarpis

• Dažnesni apribojimai arba apribojimai intensyviam darbui

• Lėtesnis PG infrastruktūros įrengimas (priešingai rožinės ekonomikos augimo lūkesčiams)

• Potencialiai didesnis poveikis aplinkai, jei iškastinis kuras naudojamas trūkumams pašalinti

6.2 Teigiamos pokyčių perspektyvos (svertai)

• Našumas: Net ir apskaičiavus paklausos augimą, patobulinus lustų architektūrą, vėsinimą ir darbo krūvio planavimą, elektros energijos augimas gali būti nedidelis.

• Renewable & Nuclear energy building-out: Kaikurios didelės technologijų įmonės jau pasirašė elektros energijos pirkimo sutartis su branduoliniais arba didelio masto atsinaujinančiaisiais energijos ištekliais, kad neatsiliktų. Pavyzdžiui, siekiant patenkinti paklausą, kai kurie duomenų centrai derinami su atkuritomis branduolinėmis elektrinėmis. Le Monde

• Tankesnis tinklelio integravimas: Duomenų centrai gali tapti lanksčia apkrova, kuri kinta į laiką, kai elektros energija yra pigi arba yra daug atsinaujinančiųjų išteklių (paklausos atsakas).

• Metrika ir skaidrumas: suinteresuotosioms šalims (vyriausybėms, investuotojams, bendruomenėms) užduodant daugiau klausimų, tikėtina, kad duomenų centrai skelbs daugiau energijos (aušinimo) rodiklių, kurie sudarys sąlygas pažangesniam planavimui ir lyginamajai analizei.

Rekomenduojami veiksmai Jums ir Jūsų auditorijai

Jus domina ir dirba lyginamosios analizės, virtualizacijos, pakavimo, IT bendruomenės turinio, čia yra konkretūs veiksmai, kuriuos galite apsvarstyti:

1. Įtraukti energiją- metrinį savo lyginamosios analizės ataskaitas

   • @ info: whatsthis

   • skirtingų debesų (regionų) palyginimas ne tik dėl sąnaudų, bet ir dėl energijos efektyvumo.

2. Rašyti turinį savo svetainėje / forume

   • Amatų straipsnis arba serija pavadinimu "Debesų skaičiavimo energijos sąnaudos: tai, ką kiekvienas IT pro turėtų žinoti" - profilio energijos apribojimai, regioninio tinklo stresas, aušinimo problemos, sąnaudų rizika.

3. Siūlykite vadovą "Renkantis debesų regioną pagal galią ir našumą", kuris papildys Jūsų kitą veiklą- / virtualizacija - orientuotą turinį.

4. Virtualizacija ir hibridiniai atvejai

   • Naršyti, kaip on-prem GPU / CPU off- apkrovos (GPU apskaičiuoti off- apkrovos GTX 770 + Quadro K420, ir tt) palyginti energ- išmintingas, palyginti su naudojant hiperskalės debesų klasteris ribojamame regione.

   • Publikuoti bylos tyrimus arba įrankiai (pvz, Power Profiler, Plug-in GPU klasterio energijos) savo bendruomenei.

5. Pakavimo ir diegimo aspektai

   • Formuojant modulius / papildus / programas (pvz., Joomla modulius, GPU / AI lyginamąsias programas), apsvarstyti galimybę įtraukti "eco- mode" parinktis: pvz., suplanuoti darbus ne piko valandomis, akceleruoti mažesnės galios traukimo, logaritminės galios suvartojimo metrikos.

6. Virtualizavimui (VMware / VirtualBox ir kt.), dokumentuoti geriausią praktiką, kaip sumažinti galios traukimą, pvz., išvengti perdėtos, konsoliduoti nenaudojamas darbo apkrovas, įjungti aušinimo / kompiuterio galios funkcijas.

7. Kalbėti su debesijos paslaugų teikėjais

   • Sekti, kurie debesų / duomenų centro paslaugų teikėjai skelbia metriką (PUE, energijos šaltinių derinys, vandens naudojimas) ir išryškinti juos savo turinio.

   • Skatinti bendruomenės narius paklausti: "Kas yra šio regiono energijos šaltinis? Kas yra nepanaudoti tinklo pajėgumai? Kyla elektros energijos kvotų (mažinimo) rizika?"

ŽALA

paslėptas debesis ir AI kaina yra ne tik dolerių mokama prenumeratos mokesčių - tai milžiniška, greitai didėjanti elektros energijos ir infrastruktūros našta kuris slypi už visų "skaičiavimo ciklų". Duomenų centrai - tai nebe pasyvūs interneto kambariai, pramoninio masto elektros energijos vartotojai kurių augimas daro didelį poveikį komunalinių paslaugų, tinklų, namų ūkių, pramonės, aplinkos ir į rezultatus orientuotiems IT specialistams, tokiems kaip Jūs.

krizė (arba galbūt iššūkis) yra reali: didėjanti paklausa, ribota pasiūla, senėjantys tinklai, aušinimo ir aplinkos apsaugos našta - visa tai rodo poreikį atsakingesnis planavimas, Regioninis sąmoningas diegimas, energiškai efektyvi architektūra, ir skaidrios metrikos. Tiems, kurie stato sunkius darbus - GPU / CPU lyginamoji analizė, virtualizacija, pakavimo moduliai, debesų diegimas - šis matmuo nebegali būti ignoruojamas.