به گزارش جماران به نقل از الجزیره، موجهای گرما دیگر پدیدهای استثنایی و محدود به فصل تابستان نیستند، بلکه به رخدادی مکرر و شدیدتر در سراسر جهان تبدیل شدهاند. ثبت دماهای بیسابقه و افزایش دورههای آبوهوای سخت، از پیامدهای تغییرات اقلیمی است.
این افزایش مداوم دما دیگر تنها سلامت انسان یا منابع طبیعی را تهدید نمیکند، بلکه زیرساختهای دیجیتالی جهان را نیز تحت تأثیر قرار داده است؛ بهویژه مراکز داده هوش مصنوعی که ستون فقرات خدمات هوش مصنوعی و رایانش ابری محسوب میشوند. این مراکز برای حفظ پایداری هزاران سرور و پردازندهای که بهطور شبانهروزی فعالیت میکنند، به سامانههای خنککننده بسیار پیشرفته وابستهاند.
با شدت گرفتن موجهای گرما و افزایش تقاضا برای برق و آب، این مراکز با چالشهای عملیاتی فزایندهای روبهرو شدهاند که میتواند بر تداوم خدمات دیجیتال و هزینههای بهرهبرداری از آنها تأثیر بگذارد. ازاینرو، مسئله دما دیگر صرفاً یک موضوع اقلیمی نیست، بلکه به یک مسئله فنی و راهبردی
تبدیل شده که آینده هوش مصنوعی را نیز تحت تأثیر قرار میدهد و شرکتهای فناوری را وادار کرده است در شیوههای طراحی، خنکسازی و محل احداث مراکز داده خود بازنگری کنند.
هوش مصنوعی گرمای مراکز داده ها را بیشتر می کند
مراکز داده هوش مصنوعی با مراکز داده سنتی تفاوت دارند، زیرا عمدتاً بر واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) و پردازندههای تخصصی متکی هستند که هنگام آموزش و اجرای مدلهای هوش مصنوعی، انرژی بسیار زیادی مصرف میکنند.
بر اساس گزارشهای فنی، گرمای ناشی از این تراشه ها یکی از بزرگترین چالش های راه اندازی است زیرا بخش بزرگی از برق مصرفشده در این تراشهها به گرما تبدیل میشود. این گرما باید بلافاصله دفع شود تا از آسیب دیدن تجهیزات و کاهش عملکرد آنها جلوگیری شود.
به همین دلیل، سامانههای خنککننده به یکی از مهمترین اجزای طراحی مراکز داده مدرن تبدیل شدهاند و در برخی موارد، سهم قابل توجهی از کل مصرف انرژی یک مرکز داده را به خود اختصاص میدهند.
چرا موجهای گرما مشکل را دوچندان میکنند؟
در شرایط عادی، سامانههای خنککننده با استفاده از اختلاف دمای میان فضای داخلی مرکز داده و هوای بیرون یا منابع آبی، گرمای تولیدشده را دفع میکنند.
اما هنگام وقوع موجهای گرما، هم دمای هوا و هم دمای آب افزایش مییابد. در نتیجه، کارایی سامانههای خنککننده کاهش پیدا میکند و برای حفظ دمای مناسب اتاقهای سرور، کمپرسورها و تجهیزات سرمایشی باید با توان بیشتری کار کنند.
بر اساس تحلیلی که در مجله Scientific American منتشر شده است، افزایش دما همزمان فشار بر منابع آب و شبکه برق را افزایش میدهد و در نتیجه، خطرهای عملیاتی مراکز داده هوش مصنوعی را تشدید میکند.
افزایش مصرف برق
هر یک درجه افزایش دما، به معنای فعالیت بیشتر سامانههای سرمایشی صنعتی است و این موضوع پیامدهای متعددی به همراه دارد، از جمله:
* افزایش مصرف انرژی
* بالا رفتن هزینههای بهرهبرداری
* کاهش بهرهوری انرژی مراکز داده (PUE)
* افزایش انتشار گازهای گلخانهای، بهویژه در مناطقی که تولید برق به سوختهای فسیلی وابسته است.
بررسیهای جدید نشان میدهد که موجهای گرما درست در زمانی تقاضای برق را افزایش میدهند که راندمان برخی نیروگاهها نیز کاهش مییابد؛ موضوعی که فشار مضاعفی بر شبکههای برق وارد میکند.
زمانی که خودِ برق به بخشی از بحران تبدیل میشود
مشکل فقط به نیاز مراکز داده محدود نمیشود. در روزهای بسیار گرم، میلیونها نفر از دستگاههای تهویه مطبوع استفاده میکنند و مصرف برق به رکوردهای جدیدی میرسد.
اگر این افزایش مصرف همزمان با نیاز عظیم مراکز داده هوش مصنوعی باشد، شبکههای برق ممکن است به مرز ظرفیت عملیاتی خود برسند.
به همین دلیل، برخی از شرکتهای مدیریت شبکه برق در ایالات متحده در حال بررسی سازوکارهایی هستند که بر اساس آن، مصرفکنندگان بزرگ، از جمله مراکز داده، هنگام افزایش فشار بر شبکه، به منابع برق پشتیبان منتقل شوند تا از خاموشیهای گسترده جلوگیری شود.
آب؛ منبعی به همان اندازه مهم
بخش بزرگی از مراکز داده برای دفع گرما به آب متکی هستند؛ چه از طریق سامانههای سرمایش تبخیری و چه با استفاده از فناوری خنکسازی مایع.اما موجهای گرما معمولاً با خشکسالی و کمبود منابع آب همراه هستند و همین موضوع استفاده از این سامانهها را دشوارتر میکند.
شرکت گوگل اعلام کرده است که طراحی سامانههای خنککننده باید متناسب با شرایط هر منطقه انجام شود. در مناطقی که با کمبود آب روبهرو هستند، استفاده از خنککنندههای هوایی یا مدارهای بسته آب گسترش یافته است؛ در مقابل، در مناطق دارای منابع آبی فراوان، سامانههای تبخیری همچنان کارآمدتر هستند، زیرا مصرف برق را کاهش میدهند.
این موضوع یک چالش اساسی را نشان میدهد:کاهش مصرف آب معمولاً به افزایش مصرف انرژی منجر میشود و برعکس.
حوادثی که نشان دادند خطر واقعی است
این تهدیدها دیگر صرفاً فرضیه نیستند. در تابستان ۲۰۲۲، مراکز داده مورد استفاده گوگل و اوراکل در لندن، پس از آنکه دمای هوا از ۴۰ درجه سانتیگراد فراتر رفت، با اختلال روبهرو شدند. سامانههای سرمایشی نتوانستند با این شرایط بیسابقه سازگار شوند و در نتیجه، بخشی از خدمات دیجیتال از کار افتاد.
همچنین یکی از مراکز داده پلتفرم X (توییتر سابق) در ایالت کالیفرنیا نیز به دلیل گرمای شدید دچار مشکل مشابهی شد.
این رخدادها نشان میدهند که زیرساختهای دیجیتال بیش از آنچه پیشتر تصور میشد، به شرایط اقلیمی وابسته هستند.
تأثیر بر محیط اطراف
مراکز داده تنها در داخل ساختمانهای خود گرما تولید نمیکنند بلکه پژوهش های جدید نشان می دهند که بر محیط پیرامون خود نیز تأثیر می گذارند. پژوهشی که توسط محققان دانشگاه کمبریج انجام شده است نشان میدهد دمای سطح زمین در اطراف مراکز داده هوش مصنوعی بهطور متوسط حدود دو درجه سانتیگراد افزایش مییابد و در برخی مناطق این افزایش حتی به ۹ درجه نیز رسیده است.پژوهشگران این پدیده را «جزیره گرمای داده» نامیدهاند.
اگرچه این یافتهها هنوز در حال بررسی علمی هستند، اما نشان میدهند که مراکز داده بزرگ حجم عظیمی از انرژی گرمایی را به محیط اطراف منتقل میکنند.
شرکتهای فناوری چگونه واکنش نشان دادهاند؟
غولهای فناوری به این نتیجه رسیدهاند که آینده هوش مصنوعی تا حد زیادی به توسعه فناوریهای پیشرفتهتر خنکسازی وابسته است.مهمترین راهکارهای در دست اجرا عبارتاند از:
* جایگزینی تدریجی خنکسازی مایع بهجای اتکای کامل به هوا
* استفاده از مدارهای بسته آب برای کاهش مصرف منابع آبی
* توسعه سامانههایی که مستقیماً تراشهها را خنک میکنند.
* بهرهگیری از خود هوش مصنوعی برای مدیریت و بهینهسازی سامانههای سرمایشی.
گوگل با استفاده از فناوری یادگیری ماشین توانسته مصرف انرژی مراکز داده خود را کاهش دهد و کارایی سامانههای سرمایشی را افزایش دهد.مایکروسافت نیز روی فناوریهایی مانند Microfluidics و سامانههای بسته خنکسازی کار میکند که مصرف آب را به میزان چشمگیری کاهش میدهند.
بازنگری در محل احداث مراکز داده
امروزه شرکتهای بزرگ فناوری در انتخاب محل ساخت مراکز داده، تنها به نزدیکی شهرهای بزرگ یا شبکههای اینترنتی توجه نمیکنند.
عوامل زیر نیز به معیارهای اصلی تبدیل شدهاند:
* میانگین دمای سالانه
* میزان دسترسی به منابع آب
* پایداری شبکه برق
* خطر آتشسوزی
* احتمال وقوع خشکسالی
بررسیهای جدید نشان میدهد که بیش از نیمی از ظرفیت مراکز داده جهان در مناطقی قرار دارد که با خطر گرمای شدید یا کمبود آب روبهرو هستند. ازاینرو، برنامهریزی اقلیمی به یکی از مهمترین عوامل سرمایهگذاری در زیرساختهای دیجیتال آینده تبدیل شده است.
آینده هوش مصنوعی و خنکسازی
کارشناسان معتقدند که چالش اصلی شرکتهای فناوری دیگر تنها ساخت مدلهای هوشمندتر نیست؛ بلکه ایجاد زیرساختی است که بتواند این مدلها را در جهانی که بهسرعت در حال گرمتر شدن است، با پایداری و بهرهوری بالا اجرا کند.
به همین دلیل، خنکسازی دیگر صرفاً یک جزئیات مهندسی در طراحی مراکز داده نیست، بلکه به عاملی راهبردی تبدیل شده است که میتواند سرعت توسعه، گسترش و پایداری هوش مصنوعی را در دهه آینده تعیین کند.