22.07.2024 | ВЛАДИМИР ПРОХВАТИЛОВ

«Умные» технологии и их хранилища требуют колоссальных энергозатрат

Крупнейшая американская инвестиционная компания Pickering Energy Partners опубликовала доклад, в котором говорится, что жизненно необходимое Америке развитие искусственного интеллекта не может быть обеспечено в рамках зелёной энергетики.

«Наше исследование предполагает, что ИИ может консервативно удвоить текущее потребление электроэнергии в США примерно до 8,4 трлн киловатт-часов. Если не подготовиться к этому эффективно и не управлять им, этот всплеск спроса может привести к перегрузке наших внутренних энергетических ресурсов, что потенциально приведёт к дефициту электроэнергии, увеличению расходов по всей территории Соединённых Штатов, усилению геополитической нестабильности по всему миру и в конечном счёте к неспособности США возглавить эволюцию искусственного интеллекта», – отмечается в докладе компании, обслуживающей энергетическую отрасль США.

По данным Управления энергетической информации США (EIA), спрос на электроэнергию в стране составит 4 трлн 112 млрд кВтч в 2024 году и 4 трлн 123 млрд кВтч в 2025 году. Для сравнения: в 2023 году было 3 трлн 994 млрд кВтч, а в 2022 году – 4 трлн 70 млрд кВтч.

Согласно прогнозу EIA, сделанному в марте 2024 года, бытовые потребители будут возглавлять рост потребления энергии. Прогнозируемый объем продаж электроэнергии достигнет 1 трлн 511 млрд кВтч в 2024 году. Прогнозируется, что коммерческие потребители востребуют 1 трлн 396 млрд кВтч, а промышленные будут потреблять 1 трлн 42 млрд кВтч.

Этот прогноз был сделан правительственным агентством США, которое исходило из незыблемости курса на зеленый энергопереход и и приоритетное развитие возобновляемых источников электроэнергии (ВИЭ). 

Доклад Pickering Energy Partners опровергает этот прогноз, предсказывая, что стратегически важные для США разработки все более мощных систем ИИ потребуют скорейшего увеличения энергетических мощностей, что можно обеспечить лишь на основе ископаемых источников электроэнергии.

Основа развития ИИ – центры обработки данных (ЦОД) или дата-центры.

Что такое дата-центры и почему они так быстро расширяются? 

Когда чьи-то телефонные данные копируются в «облако», они на самом деле сохраняются в центрах обработки данных: огромных объектах, заполненных тысячами компьютерных серверов, работающих на постоянной основе. В эпоху 5G и облачных хранилищ центры обработки данных стали важными инфраструктурными винтиками, поддерживающими все: от финансовых транзакций до социальных сетей и государственных операций. Для работы центров обработки данных необходима непрерывная и стабильная подача энергии. По данным EIA, сейчас на их долю приходится более 1% мирового потребления электроэнергии .

Число центров обработки данных значительно увеличилось еще до появления искусственного интеллекта. Индустрия добычи биткойнов сыграла свою роль в этом росте: в докладе EIA указано, что добыча биткойнов обеспечивала 2% общего спроса на электроэнергию в США в 2023 году. 

Резкий поворот технологической отрасли к искусственному интеллекту еще более резко увеличил их создание и использование. Это связано с тем, что обучение моделей ИИ чрезвычайно энергозатратно, поскольку они потребляют энергию гораздо быстрее, чем традиционные виды деятельности в дата-центрах. Например, запрос ChatGPT потребляет в десять раз больше энергии, чем стандартный запрос Google, отмечает Дэвид Портер, вице-президент Научно-исследовательского института электроэнергетики. Портер указывает, что сегодня лишь 10-20% энергии дата-центров в США в настоящее время потребляется ИИ, но в будущем эта доля «значительно увеличится». 

Чат-бот GPT-4 требует для своего обучения более 50 гигаватт-часов, что составляет примерно 0,02% электроэнергии, которую Калифорния производит в год, и в 50 раз больше, чем требовалось для обучения GPT-3, чат-бота предыдущего поколения.

Недавнее исследование Массачусетского технологического института показало, что один дата-центр потребляет электроэнергию, эквивалентную 50 тысячам домохозяйств. 

Такое потребление энергии усугубляется также жесткой конкуренцией между крупными технологическими компаниями, которые стремятся создать более мощные модели генеративного ИИ. Стоимость вычислительной мощности, необходимой для обучения моделей ИИ, удваивается каждые девять месяцев и замедления темпов роста не предвидится. EIA прогнозирует, что уже через два года дата-центры США будут потреблять такое же количество энергии, как Швеция или Германия. Ученые Калифорнийского университета подсчитали, что глобальный спрос на ИИ может привести к тому, что центры обработки данных будут потреблять более одного триллиона галлонов пресной воды к 2027 году.

В США 5381 дата-центр, в Германии – 521, в Великобритании – 514, в Китае – 449. 

Энергокомпании США прогнозируют в самой ближайшей перспективе резкий рост спроса на электричество, вызванный взрывным развитием рынков ЦОД и генеративного ИИ. По данным Datacenter Dynamics, многие из поставщиков энергии в стране сегодня пересматривают капитальные затраты с учётом растущего спроса со стороны дата-центров.

Как сообщили аналитики Reuters, девять из десяти энергоснабжающих компаний США связывают рост клиентской базы и спрос на электричество с индустрией дата-центров, тогда как в прошлом году среди них лишь две учитывали вероятный рост ЦОД в своих прогнозах. По словам Newton Investment Management, рост индустрии ожидается более быстрый, чем в предыдущие десятилетия. А рост востребованности энергии вызывает опасение, что генерирующих мощностей попросту не хватит. Более того, по мнению некоторых экспертов, рост производства энергии не успевает за ростом ЦОД вообще.

Так, Southern Co рассчитывает, что ЦОД будут способствовать ежегодному росту продаж энергии на 6 % в 2025–2028 годах, хотя ранее ожидалось, что прирост составит лишь 1–2 %. А в Morgan Stanley предполагают, что использование электроэнергии дата-центрами в глобальном масштабе вырастет втрое, с менее 15 ТВтч в 2023 году до 46 ТВтч в 2024 году.

Наконец, McKinsey предсказывает, что спрос на электроэнергию для IT-оборудования в ЦОД Америки превысит 50 ГВт к 2030 году. В прошлом году аналитики компании предполагали, что он достигнет только 35 ГВт к концу десятилетия. Общее потребление электричества в США должно значительно вырасти. По оценкам BofA Global Research, к 2030 году спрос на электроэнергию в США достигнет 70 ГВт.

На фоне категорического императива для США опережающими темпами развивать и внедрять модели ИИ, использование мема зеленой энергетики – ESG (экологическое, социальное и корпоративное управление) – «стало слишком субъектным и токсичным», говорится в докладе Pickering Energy Partners.

 В США в 2023 году выработано примерно 240 миллиардов киловатт-​часов солнечной энергии и 425 миллиардов киловатт-​часов ветровой, что в общей сложности составит 665 миллиардов киловатт-​часов ВИЭ. Для удовлетворения, достаточного для развития конкурентоспособного на мировом уровне ИИ в США, ветру и солнечной энергии придется вырабатывать примерно 3,4 триллиона киловатт-​часов электроэнергии каждому. За следующие пять лет это число увеличится более чем в десять раз. В докладе EIA подчеркивается, что запланированное в США увеличение генерирующих мощностей в 2023 году включало всего лишь 29 миллионов киловатт солнечной энергии и 6 миллионов киловатт ветровой энергии, что меркнет по сравнению с предполагаемым необходимым объёмом электроэнергии. 

Яснее не скажешь: зеленая энергетика не способна обеспечить ни США, ни другим странам мира то количество электроэнергии, которое необходимо для центров обработки данных искусственного интеллекта. Это под силу только ископаемому топливу и атомной энергии.

Обычно земля рядом с атомными электростанциями считается далеко не самым востребованным активом, но в последнее время ситуация начала стремительно меняться. По данным The Register, на фоне бума ИИ-технологий ей заинтересовались операторы дата-центров США, желающие обеспечить свои новые объекты стабильными поставками энергии.

Так, ИИ-стартап NE Edge намерен построить пару ЦОД для ИИ-проектов рядом с АЭС Милстоун (Millstone Nuclear Power Plant) в штате Коннектикут. Компания выделила $1,6 млрд на строительство коммутационной станции и дата-центров общей площадью около 112 тыс. м2. Примерно такую же сумму она потратит на серверы. В компании утверждают, что прямое подключение к АЭС позволит договориться о ценах, позволяющих обеспечить жизнеспособность такого энергоёмкого объекта. 

ИИ-компания AWS приобрела «атомные» ЦОД Cumulus Data за $650 млн вблизи АЭС мощностью 2,5 ГВт на северо-востоке Пенсильвании. AWS получит 960 МВт для питания ЦОД. Microsoft тоже активно изучает возможность использования АЭС, но делает ставку на малые модульные реакторы (SMR). В числе прочих строительство SMR для ЦОД изучают Standard Power, Green Energy Partners и Bahnhof.

Еще одним драйвером ИИ-бума в США станет природный газ, как сообщает агентство Bloomberg.

 Крайне востребован будет и король-уголь. Всё новые линии электропередач тянутся к Северной Вирджинии, крупнейшему в мире скоплению гигантских дата-центров. На этот хаб приходится до 70 % мирового интернет-трафика, поэтому власти считают, что устойчивость энергосетей будет сохраняться только при прокладке новых энергомагистралей из соседних штатов. А необходимый объём энергии пока может дать только уголь, как пишет The Washington Post. Издание сообщает, что целей по переходу на чистую энергию вряд ли удастся достичь в обозримом будущем, а ТЭС, которые планировалось закрыть, останутся. Новые линии электропередач будут построены в четырёх штатах в рамках проекта стоимостью $5,2 млрд и сойдутся к 2030 году в Северной Вирджинии. Но угольные станции, как теперь считается, нельзя отключать на фоне стремительно растущего спроса на электроэнергию со стороны дата-центров, в том числе из-за генеративного ИИ.

Столь внезапное прозрение американских аналитиков и СМИ констатирует тот упрямый факт, что глобальные проектировщики в Вашингтоне в очередной раз сели в лужу, попытавшись загнать человечество в зеленую энергоутопию. 

Ведущая роль ископаемого топлива и атомной энергии в развитии ИИ дает России, богатой этими энергоресурсами – хороший шанс улучшить свои позиции в развитии искусственного интеллекта.

Фото: magnezuius.ru

https://www.fondsk.ru/news/2024/07/22