كيف يمكن لمراكز البيانات الإيجابية للطاقة أن تعزز الذكاء الاصطناعي والمجتمعات؟
Katie McGinty
الإحصائيات واضحة. وشبكة الكهرباء عمرها أكثر من 100 عام وتواجه بالفعل ضغوطًا. وإعادة التصنيع إلى الداخل، وكهربة وسائل النقل، ومضخات الحرارة، هي بعض القدرات التي تتطلب المزيد من الشبكة. وعلى هذه الخلفية، ظهرت أقوى تكنولوجيا واعدة في جيل كامل، وهو الذكاء الاصطناعي، الذي لا يزال يتطلب المزيد من الطاقة.
تقدر الأرقام الحالية أن الطلب الكهربائي لمراكز البيانات التي تدعم الذكاء الاصطناعي يمثل حوالي 4% من استهلاك الكهرباء في الولايات المتحدة، ومن المتوقع أن يتضاعف هذا الرقم بنهاية العقد. والسيناريو مشابه في جميع أنحاء العالم، مما يشير أننا نتجه نحو هاوية. ومع ذلك، قد لا تكون هذه هي الحال.
بدلًا من اعتبار مراكز البيانات والذكاء الاصطناعي تهديدًا أو عبئًا على البنية التحتية، يمكن أن تمثل فرصة كبيرة للتحديثات الشاملة والإنعاش.
إذًا، كيف نحقق هذه البدائل؟ من خلال استراتيجية تتكون من ثلاثة أجزاء، يمكننا فتح إمكانات الذكاء الاصطناعي الهائلة مع تعزيز البنية التحتية ودعم مجتمعاتنا. إنه مستقبل لمراكز بيانات فائقة الكفاءة، تدفع الكفاءة “ما وراء السور” وتضيف قدرة توليد جديدة. وهذا المستقبل في متناول اليد حيث لم نبدأ بعد في استغلال الإمكانات لجعل مراكز البيانات أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. إليك كيف نقوم بتغيير ذلك.
قليل من الجهد يُحدث فرقًا كبيرًا
تمثل أنظمة التبريد حوالي 40% من استهلاك الطاقة في مراكز البيانات. ومن المتوقع أن يرتفع هذا الرقم مع زيادة كثافة المعالجة على الرقائق “والحرارة الناتجة عن الرقائق”. ومع ذلك، يتبين أن احتياجات التبريد للرقائق تختلف تمامًا عن احتياجات البشر.
حتى الآن، تم استخدام أنظمة التبريد المخصصة للراحة عادةً في مراكز البيانات، ولكن أنظمة التبريد المخصصة هي الطريق إلى الأمام. ونظام YVAM من Johnson Controls، وهو مبرد مركزي يبرد مراكز البيانات، هو دليل على ذلك
تم تصميم YVAM خصوصًا لمراكز البيانات ويحقق نفس نتائج التبريد باستخدام طاقة أقل بنسبة 78% مقارنةً بنظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء التقليدي.
هذه مدخرات كبيرة للمالكين والمشغلين والشبكة.
عندما لا يكون الفشل خيارًا
تتمثل الفرصة الكبيرة الثانية لزيادة الكفاءة في جعل عمليات مراكز البيانات ديناميكية. وتتطلب التطبيقات الحرجة تشغيلًا على مدار 24 ساعة، وتم تصميم مراكز البيانات وبناؤها لتعمل بسلاسة، حتى في ظروف الطقس الحارة الشديدة. ولكن، لمجرد أن التشغيل الموثوق ممكن في أصعب الظروف، لا يعني أن مركز البيانات يجب أن يعمل بهذا الجهد في يوم عادي.
يمكن لأحدث جيل من برامج المباني الذكية، مثل Johnson Controls OpenBlue، تحسين تشغيل نظام المياه المبرّدة الذي يخدم مركز البيانات كل دقيقة من كل يوم وتوفير فقط التبريد المطلوب. حتى في أسوأ “أيام التصميم”، بفضل التحسين المتقدم، يمكن أن تشهد مراكز البيانات تقليصًا في استخدام الطاقة السنوي المرتبط بالتبريد بنسبة تتراوح بين 5 و15%.
هذا التحسين التدريجي هنا مهم، ويُضاف إلى التحسينات التي تحققها أنظمة التبريد المخصصة.
لا يمكن تحقيق ذلك بمفردنا
أخيرًا، فإن الشراكة الوثيقة بين مصنّعي الرقائق، ومالكي مراكز البيانات، وخبراء أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، مهمة جدًا.
تعمل شركات التكنولوجيا بجد لجعل الرقائق أكثر مقاومة للحرارة. والتقدم الذي حققوه مثير للإعجاب، مما يمكّن الرقائق من العمل بشكل أكثر موثوقية، حتى عند تبريدها بمياه تكون أكثر حرارة بنسبة 42%. وهذا يقلل كثيرًا من الطاقة المطلوبة.
كما أنه يمكّن من التحول إلى تكنولوجيا ضواغط المحامل المغناطيسية، التي لا تزال أكثر كفاءة، حيث تقضي على احتكاك أنظمة المحامل الزيتية. وهذا يتيح للمبردات تأثيرًا أقل بنسبة تزيد على 90% على المناخ، وبصمة أصغر بنسبة تزيد على 40%، وعمليات أكثر هدوءًا.
تُعزز هذه القفزات في الكفاءة والمرونة من خلال نظام بيئي متكامل من مقدمي الحلول، ومشغلي مراكز البيانات، ومصنّعي الرقائق. وتُظهر الأساليب التعاونية الأولية التقدم الذي يمكننا تحقيقه في حماية الشبكة والمناخ حتى مع زيادة استخدام الذكاء الاصطناعي.
مركز البيانات الإيجابي للطاقة
مع وجود مراكز بيانات فائقة الكفاءة، يبدو أن تلك الهاوية تبتعد أكثر مع مرور الوقت. وما زال هناك المزيد مما يمكننا القيام به.
لماذا نتوقف عند تحديث العمليات وتقليل الطاقة عند حدود مركز البيانات؟ دعونا ننتقل نحو رؤية “إيجابية للطاقة” لمراكز البيانات من خلال تحفيز مطوري مراكز البيانات لإنشاء مساحة على الشبكة لتلبية احتياجاتهم الإضافية من الكهرباء عن طريق الاستثمار في وتقليل احتياجات الطاقة في المجتمع المحيط. الفرص هنا واسعة.
تمثل المباني عمومًا حوالي 40% من انبعاثات الغازات الدفيئة العالمية. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي تحديث المدرسة المحلية بمعدات أكثر كفاءة في استخدام الطاقة إلى تقليل احتياجات الطاقة فيها بنسبة 50% أو أكثر، مما يوفر ملايين الدولارات للضرائب في تكاليف التشغيل. وأثناء تركيب نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الجديد، يمكن أيضًا إزالة الطلاء الرصاصي والأسبستوس، مما يجعل هذا فوزًا لأطفالنا وكذلك للكوكب.
في المستشفى المحلي، يمكن إضافة حساسات لا تقلل فقط من احتياجات الكهرباء، بل تكشف أيضًا وتدمر الفيروسات والبكتيريا التي قد تؤدي إلى العدوى المكتسبة في المستشفيات، وهو فوز آخر.
يمكن ترقية المكاتب الحكومية، ومرافق معالجة مياه الصرف الصحي، والجامعات، مما يخلق مساحة لمركز البيانات الجديد في الحي. والنتيجة هي أن المجتمع يتموضع ضمن الاقتصاد الرقمي المتقدم، مدعومًا بأفضل البنى التحتية والأصول.
الحافز الرئيسي لمراكز البيانات هو أن الشركات التي تتبنى هذا النهج “الإيجابي للطاقة” ستكون في مقدمة الصفوف للاتصال بالشبكة مع قدرتها المتجددة، حيث ستصبح المجتمع متطورًا في كفاءة الطاقة وتكاليف التشغيل.
إزالة العقبات
يوجد إجراء وقائي أخير يمكننا اتخاذه، وهو إضافة مصادر توليد الطاقة التي يمكن أن تلبي أو تتوافق مع احتياجات مركز البيانات المتبقية من الكهرباء. وهنا، الخيارات عديدة وسرعة تطوير التكنولوجيا والتقدم سريعة.
تُعتبر الطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، والطاقة الحرارية الجوفية، والبطاريات معروفة جيدًا. كما أن خلايا الوقود جذابة ويمكن أن تكون جزءًا من نظام يعزز قدرات التقاط الكربون. وتتقدم المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة أيضًا. والمفتاح هنا هو التعجيل بإصدار التصاريح اللازمة حتى يتسنى لنا دمج هذه الموارد الحيوية في شبكاتنا في الوقت المناسب وبتكلفة فعّالة.
إن إنشاء بنية تحتية جديدة ممكنة. ويمكننا تحقيق وعود هذه التكنولوجيا الرائعة في شفاء بيئتنا، وتحفيز اقتصادنا، وضمان أمننا، بينما نبني الإطار الذي سيساعد مجتمعاتنا على الازدهار.
المصدر: World Economic Forum