يمكن لمراكز البيانات التي تعمل على تشغيل الذكاء الاصطناعي أن تستهلك قدرًا أكبر من الكهرباء مقارنة بمدن بأكملها

تتزايد احتياجات الذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية من الطاقة بشكل كبير لدرجة أن مراكز البيانات الفردية يمكن أن تستخدم قريبًا كميات من الكهرباء أكبر من بعض المدن، وحتى الولايات الأمريكية بأكملها، وفقًا للشركات التي تقوم بتطوير المرافق.

لقد ارتفع استهلاك مراكز البيانات من الكهرباء إلى جانب دورها الحاسم بشكل متزايد في الاقتصاد في السنوات العشر الماضية، حيث تضم الخوادم التي تدعم التطبيقات التي تعتمد عليها الشركات والمستهلكون في المهام اليومية.

الآن، مع ظهور الذكاء الاصطناعي، تنمو مراكز البيانات بشكل كبير لدرجة أن العثور على ما يكفي من الطاقة لتشغيلها وما يكفي من الأراضي المناسبة لإيوائها سيصبح أمرًا صعبًا على نحو متزايد، كما يقول المطورون. يمكن أن تتطلب المرافق بشكل متزايد جيجاوات أو أكثر من الطاقة – مليار واط – أو حوالي ضعف ذلك استهلاك الكهرباء السكنية في بيتسبرغ المنطقة العام الماضي.

قال علي فين، رئيس شركة التكنولوجيا، إن شركات التكنولوجيا تخوض “سباق العمر للهيمنة العالمية” في مجال الذكاء الاصطناعي Lancium، شركة تقوم بتأمين الأراضي والطاقة لمراكز البيانات في تكساس. وأضافت: “الأمر يتعلق بصراحة بالأمن القومي والأمن الاقتصادي”. “سوف يستمرون في الإنفاق” لأنه لا يوجد مكان أكثر ربحية لتوزيع رأس المال.

والطاقة المتجددة وحدها لن تكون كافية لتلبية احتياجاتهم من الطاقة. الغاز الطبيعي ويقول المطورون إنه سيتعين عليهم أن يلعبوا دورًا، مما سيؤدي إلى إبطاء التقدم نحو تحقيق أهداف انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

(انظر هنا لمعرفة الأسهم التي تساعد في إصلاح شبكة الكهرباء في البلاد.)

وقال نات سالستروم، كبير مسؤولي الطاقة في شركة “بلومبرج” إنه بغض النظر عن مصدر الطاقة، فإن مراكز البيانات أصبحت الآن على نطاق حيث بدأت “تستغل البنية التحتية الحالية للمرافق”. المسالك، وهي شركة مقرها دنفر تقوم بتأمين الأراضي والبنية التحتية وموارد الطاقة لمثل هذه المرافق.

وقال ساهلستروم، الذي قاد سابقًا فرق الطاقة والمياه والاستدامة في أمازون، إن “مسار الأراضي المتاحة في هذا البلد، وهي أرض المنطقة الصناعية التي يمكن أن تناسب حالة استخدام مركز البيانات – أصبحت مقيدة بشكل متزايد”.

ما وراء فرجينيا

وقال سالستروم إنه مع تزايد محدودية الأراضي والطاقة، تتوسع مراكز البيانات إلى أسواق جديدة خارج المركز العالمي الراسخ في شمال فيرجينيا. تواجه الشبكة الكهربائية التي تخدم ولاية فرجينيا مشاكل موثوقية تلوح في الأفق. الطلب على الطاقة هو ومن المتوقع أن يرتفع، في حين أن العرض يتراجع بسبب تقاعد بعض محطات توليد الطاقة بالفحم والغاز الطبيعي.

على سبيل المثال، قامت شركة تراكت بتجميع أكثر من 23 ألف فدان من الأراضي لتطوير مراكز البيانات في جميع أنحاء الولايات المتحدة، مع ممتلكات كبيرة في مقاطعة ماريكوبا، أريزونا – موطن فينيكس – ومقاطعة ستوري، نيفادا، بالقرب من رينو.

المسالك مؤخرا اشترى ما يقرب من 2100 فدان في باكاي، أريزونا، مع خطط لتطوير الأرض لتصبح واحدة من أكبر مراكز البيانات في البلاد. تعمل الشركة المملوكة للقطاع الخاص مع المرافق لتأمين ما يصل إلى 1.8 جيجاوات من الطاقة للموقع لدعم ما يصل إلى 40 مركز بيانات فردي.

في السياق، فإن حرم مركز البيانات الذي يبلغ ذروة الطلب فيه جيجاوات واحد يعادل تقريبًا متوسط ​​الاستهلاك السنوي لحوالي 700 ألف منزل، أو مدينة يبلغ عدد سكانها حوالي 1.8 مليون شخص، وفقًا لتحليل سي إن بي سي باستخدام بيانات من قسم الطاقة و مكتب التعداد.

سيستخدم حرم مركز بيانات بهذا الحجم طاقة أكبر في عام واحد مقارنة بمبيعات الكهرباء بالتجزئة في ألاسكا أو رود آيلاند أو فيرمونت، وفقًا لـ بيانات وزارة الطاقة.

لا يزال حرم مركز بيانات بحجم جيجاوات يعمل حتى عند الطرف الأدنى من ذروة الطلب يمكن مقارنته تقريبًا بحوالي 330 ألف أسرة، أو مدينة يزيد عدد سكانها عن 800 ألف شخص – أي ما يعادل عدد سكان سان فرانسيسكو.

يبلغ متوسط ​​حجم مراكز البيانات الفردية التي تديرها شركات التكنولوجيا الكبرى حاليًا حوالي 40 ميجاوات، ولكن هناك خط أنابيب متزايد من الجامعات بقدرة 250 ميجاوات أو أكثر قادم، وفقًا لبيانات مجموعة بوسطن الاستشارية.

ومن المتوقع أن تشهد الولايات المتحدة عددًا متزايدًا من مراكز البيانات بقدرة 500 ميجاوات أو أكثر، أي ما يعادل نصف جيجاوات، في الثلاثينيات وحتى منتصف الأربعينيات من القرن الحالي، وفقًا لبيانات مجموعة بوسطن الاستشارية. مرافق بهذا الحجم يمكن مقارنتها بحوالي 350 ألف منزل، وفقًا لتحليل CNBC.

وقالت فيفيان لي، المدير الإداري والشريك في مجموعة بوسطن الاستشارية: “من المؤكد أن متوسط ​​حجم مراكز البيانات يتزايد بوتيرة سريعة من الآن وحتى عام 2030”.

وقال فين، رئيس الشركة، إن شركة لانسيوم، ومقرها هيوستن، أنشأت متجرًا في عام 2017 بفكرة تقريب الأحمال الكهربائية الكبيرة من موارد الطاقة المتجددة الوفيرة في غرب ووسط تكساس. ركزت في الأصل على تعدين العملات المشفرة، ثم أصبحت Lancium لاحقًا حولت تركيزها إلى توفير الطاقة للذكاء الاصطناعي مع ظهور ChatGPT في أواخر عام 2022.

واليوم، تمتلك Lancium خمسة مراكز بيانات في مراحل مختلفة من التطوير. ومن المتوقع افتتاح حرم جامعي مساحته 1000 فدان في أبيلين في الربع الأول من عام 2025 بقدرة 250 ميجاوات من الطاقة ستصل إلى 1.2 جيجاوات في عام 2026.

وقال فين إن الحد الأدنى من متطلبات الطاقة لعملاء مركز بيانات Lancium هو الآن جيجاوات، وتتضمن الخطط المستقبلية توسيع نطاقها إلى ما بين ثلاثة وخمسة جيجاوات.

وقال فين إنه بالنسبة لمراكز البيانات بهذا الحجم، يتعين على المطورين التأكد من عدم ارتفاع تكاليف الكهرباء في المجتمعات المجاورة نتيجة لذلك والحفاظ على موثوقية الشبكة. وقالت إن ربط هذه المرافق بتوليد الطاقة الجديدة أمر بالغ الأهمية.

وقال فين: “يتعين على مراكز البيانات أن تتعاون مع المرافق، ومشغلي النظام، والمجتمعات، لإثبات أن هذه الأشياء هي أصول للشبكة وليست مسؤوليات للشبكة”. “لن يستمر أحد في الموافقة” على مثل هذه التطورات إذا أدت إلى رفع أسعار الكهرباء السكنية والتجارية.

يتم تشغيل حرم مراكز البيانات من خلال التداول العام إكوينيكس وقال جون لين، المدير العام لخدمات مركز البيانات في الشركة، إن الطاقة الكهربائية ترتفع إلى عدة مئات ميجاوات من 100 إلى 200 ميجاوات. تعد Equinix واحدة من أكبر مشغلي مراكز البيانات في العالم مع 260 منشأة منتشرة في 72 منطقة حضرية في الولايات المتحدة وخارجها.

يفضل المطورون خالية من الكربون الطاقة المتجددةلكنهم يرون أيضًا أن الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وحدها غير قادرة على تلبية الطلب الحالي بسبب اعتمادها على الظروف الجوية المتغيرة.

وقال لين إن بعض أعباء العمل الأكثر أهمية بالنسبة للاقتصاد العالمي، مثل التبادلات المالية، تعمل في مراكز البيانات التي تديرها إكوينيكس. وقال المسؤول التنفيذي إن مراكز بيانات Equinix متصلة بالإنترنت أكثر من 99٪ من الوقت وانقطاع الخدمة غير وارد.

وقال لين: “لا تزال صلابة الطاقة مهمة للغاية بالنسبة لمراكز البيانات هذه، وبالتالي فإن القيام بذلك فقط باستخدام مصادر الطاقة المتجددة المحلية ليس خيارًا صريحًا”.

شركات التكنولوجيا الكبرى هي بعض من أكبر المشترين للطاقة المتجددة في الولايات المتحدة، لكنهم يتجهون بشكل متزايد إلى الطاقة النووية بحثاً عن مصادر أكثر موثوقية للكهرباء. مايكروسوفت يدعم إعادة تشغيل جزيرة ثري مايل محطة نووية خارج مدينة هاريسبرج بولاية بنسلفانيا من خلال اتفاقية شراء الطاقة. أمازون والأبجدية جوجل تستثمر في مفاعلات نووية صغيرة.

لكن بناء مفاعلات نووية جديدة أمر مكلف ومحفوف بالتأخير. مفاعلان جديدان في جورجيا تم طرحه مؤخرًا عبر الإنترنت متأخرًا بسنوات عن الموعد المحدد وتجاوز الميزانية بمليارات الدولارات.

وقال فين من لانسيوم إنه على المدى القصير، سيعمل الغاز الطبيعي على تغذية الكثير من الطاقة التي تحتاجها مراكز البيانات. وقال لي من مجموعة بوسطن الاستشارية إن الغاز هو مصدر الطاقة الرئيسي قصير المدى الذي يوفر الموثوقية التي تتطلبها هذه المرافق.

ويمكن القيام بالاستثمارات في توليد الغاز الجديد تقنية احتجاز الكربون وتخزين البطارية وقال لي مع مرور الوقت للتخفيف من الأثر البيئي.

وقال فين إن الصناعة تأمل في أن يتضاءل الطلب على الغاز مع توسع مصادر الطاقة المتجددة، وانخفاض تكاليف تخزين البطاريات، ومساعدة الذكاء الاصطناعي مراكز البيانات على العمل بكفاءة أكبر. ولكن على المدى القريب، ليس هناك شك في أن توسيع مراكز البيانات سيعطل أهداف الانبعاثات لشركات التكنولوجيا.

وقال فين عن زيادة استخدام الغاز الطبيعي: “نأمل أن تكون هذه خطوة جانبية قصيرة المدى”. “ما أراه بين شركائنا في مراكز البيانات، ومحادثاتنا واسعة النطاق، هو أننا لا نستطيع أن نسمح لهذا أن يكون له تأثير سلبي على الأهداف البيئية.”

ملحوظة: يفترض تحليل CNBC أن حرم مركز البيانات يستخدم بشكل مستمر 85% من ذروة الطلب البالغة جيجاوات على مدار العام، بإجمالي استهلاك قدره 7.4 مليار كيلووات/ساعة. يستخدم التحليل المتوسطات الوطنية لاستهلاك الكهرباء المنزلية من تقييم الأثر البيئي وحجم الأسرة من مكتب الإحصاء.