Розвиток ШІ-центрів обмежують електромережі охолодження та з’єднання GPU
Дата-центри для ШІ стикаються з дефіцитом електромереж, проблемами охолодження GPU та обмеженнями мідних з’єднань.
Стрімке нарощування обчислювальних потужностей для штучного інтелекту впирається у фізичні обмеження: нестачу електромережевої інфраструктури, відведення тепла та передавання даних між графічними процесорами. Як повідомляє BBC News, сучасні стійки з GPU можуть споживати від 50 до 100 кВт і більше, а традиційні системи повітряного охолодження розраховувалися на щільність до 30–40 кВт.
За високої щільності обладнання для охолодження стійок потужністю понад 100 кВт потрібні надзвичайно сильні потоки повітря. Це збільшує енергоспоживання вентиляторів і погіршує показник ефективності використання електроенергії дата-центрів.
Охолодження високощільних стійок
Оператори переходять до рідинного охолодження та систем із холодними пластинами, які встановлюють безпосередньо на процесори. Для таких рішень також потрібна енергія на прокачування рідини через мікроканали, тому компанії шукають способи скоротити потужність насосів.
Ще один підхід — двофазне занурювальне охолодження. Діелектрична рідина контактує з нагрітими GPU, перетворюється на пару, відводить тепло, а потім конденсується й повертається в цикл. У матеріалі зазначається, що така технологія здатна скоротити витрати енергії на охолодження до 40%.
Microsoft для новіших дата-центрів використовує замкнену систему: воду один раз заповнюють у контур, вона забирає тепло від серверів, охолоджується повітряними охолоджувачами та повторно циркулює. Водночас масштабування таких систем є складним і дорогим.
Оптика та дефіцит енергетичної інфраструктури
Окремим вузьким місцем стали з’єднання між GPU. Мідні електричні інтерконекти втрачають сигнал на великих відстанях, а щільне прокладання кабелів створює електромагнітні перешкоди й додаткове тепловиділення. Власники дата-центрів дедалі частіше переходять на оптичні з’єднання, які передають дані світловими імпульсами через волоконно-оптичні кабелі. Їхня вартість у деяких конфігураціях GPU може бути до семи разів вищою за мідні рішення.
Найбільшим обмеженням лишається підключення до електромереж. У світі з 2021 до 2025 року додали 30 ГВт нових потужностей дата-центрів, а строки очікування на високовольтні трансформатори зросли з 6–12 місяців у 2020 році до двох-чотирьох років. У Північній Вірджинії, де розміщено близько 570 дата-центрів, нові об’єкти можуть чекати на підключення до мережі до 14 років.
Для зменшення навантаження на мережі розглядають твердотільні трансформатори, що можуть активніше регулювати напругу та фільтрувати гармоніки. Водночас вони значно дорожчі за традиційні. Частина операторів створює власну генерацію: xAI встановила 59 мобільних газових турбін сумарною потужністю понад 400 МВт для дата-центру Colossus у Мемфісі, очікуючи на мережеве підключення.
