減輕人工智能時代的數(shù)據(jù)中心能源消耗

　　在人工智能 (AI) 進步的推動下，數(shù)字經(jīng)濟正以前所未有的速度擴張。

　　這種快速增長加劇了對強大基礎(chǔ)設(shè)施的需求，并刺激了數(shù)據(jù)中心的激增，導(dǎo)致美國能源消耗大幅增加——這是幾十年來從未見過的。事實上，國際能源署 (IEA) 預(yù)測，到 2026 年，全球?qū)θ斯ぶ悄茯?qū)動的數(shù)據(jù)中心的能源需求將增加一倍以上。

　　這給人工智能時代帶來了一個關(guān)鍵的僵局：平衡數(shù)據(jù)中心對環(huán)境的影響與擴展基礎(chǔ)設(shè)施以支持蓬勃發(fā)展的人工智能技術(shù)的需求。

　　為了支持人工智能的進步，各家公司正在美國各地從大都市到農(nóng)村地區(qū)等不同地點迅速建設(shè)新的數(shù)據(jù)中心。然而，與數(shù)據(jù)中心巨大的能源和水消耗相關(guān)的社會壓力越來越大，這促使 DC 所有者加大努力，使這些設(shè)施更加可持續(xù)。

　　行業(yè)預(yù)測表明，每年開發(fā) 120-130 個新的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的速度主要由人工智能推動，這表明這種擴張趨勢將持續(xù)到未來。

　　人工智能熱潮及其帶來的能源需求激增

　　人工智能應(yīng)用的大量能源消耗生動地說明了能源需求的激增，ChatGPT 等工具消耗的能源比標(biāo)準(zhǔn)的谷歌搜索多 10 倍。

　　人工智能模型通常需要大量計算能力來訓(xùn)練和推斷，而這正是基于 GPU 的新型高耗電服務(wù)器發(fā)揮作用的地方。這些服務(wù)器的功耗增加會導(dǎo)致產(chǎn)生額外的熱量，從而需要增加數(shù)據(jù)中心內(nèi)冷卻系統(tǒng)的能耗。這些冷卻系統(tǒng)對于保持最佳工作溫度至關(guān)重要，因為它們可以防止因產(chǎn)生大量集中熱量而導(dǎo)致過熱和熱點。這就是為什么人工智能計算所需的電源和散熱與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心不同。

　　與基于 GPU 的新型服務(wù)器相關(guān)的人工智能應(yīng)用的能源強度不斷增加，這為數(shù)據(jù)中心行業(yè)面臨的可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)增加了另一層復(fù)雜性，并強調(diào)迫切需要創(chuàng)新但環(huán)保的冷卻和能源管理方法。因此，開發(fā)更高效的冷卻解決方案策略變得越來越重要。

　　虛擬孿生：在人工智能驅(qū)動的數(shù)據(jù)中心中實現(xiàn)可持續(xù)性轉(zhuǎn)型

　　為了應(yīng)對滿足全球?qū)沙掷m(xù)數(shù)據(jù)中心日益增長的需求的挑戰(zhàn)，必須采取整體方法，對整個數(shù)據(jù)中心的行為進行建模和模擬，同時考慮：

　　不同的服務(wù)器及其相關(guān)的應(yīng)用程序負載

　　冷卻系統(tǒng)及其產(chǎn)生的冷空氣模式

　　直接液體冷卻 (DLC) 系統(tǒng)(如果有)

　　這就是虛擬孿生發(fā)揮作用的地方。虛擬孿生允許數(shù)據(jù)中心利益相關(guān)者和運營商在整個數(shù)據(jù)中心的生命周期內(nèi)對現(xiàn)實世界的現(xiàn)象進行虛擬建模和分析，并啟用基于場景的模擬來預(yù)測和解決潛在問題。

　　虛擬孿生的優(yōu)勢在于，它能夠通過匯總每個子系統(tǒng)的行為來全面分析數(shù)據(jù)中心的能源行為，從服務(wù)器及其應(yīng)用負載、冷卻系統(tǒng)或 DLC 系統(tǒng)或兩者的組合開始，從能源管理系統(tǒng)到為數(shù)據(jù)中心供電的電網(wǎng)。

　　通過控制這些不同子系統(tǒng)的模型參數(shù)，利益相關(guān)者可以協(xié)調(diào)不同服務(wù)器上應(yīng)用程序的分布，并優(yōu)化冷空氣生產(chǎn)系統(tǒng)(DLC 系統(tǒng))的參數(shù)，以顯著降低能耗。這種控制也可以通過基于 AI 的應(yīng)用程序自動執(zhí)行。這種方法旨在協(xié)調(diào)和調(diào)整計算分配的快速變化與反應(yīng)緩慢的氣候系統(tǒng)，以確保始終保持最佳冷卻效果。

　　此外，虛擬孿生可以模擬電氣、冷卻和太陽能電池板系統(tǒng)在各種條件下(包括設(shè)備故障)的性能，從而提供有關(guān)數(shù)據(jù)中心各個層面(從單個資產(chǎn)到整個系統(tǒng))性能的寶貴見解。此功能使公司能夠確保其設(shè)施符合設(shè)計規(guī)范，同時降低用電量和運營成本。通過促進更精確的規(guī)劃和運營調(diào)整，虛擬孿生可以增強可持續(xù)性并最大限度地減少數(shù)據(jù)中心對環(huán)境的影響。

　　最后，虛擬孿生可以捕獲可與模擬數(shù)據(jù)進行比較的真實數(shù)據(jù)，以便規(guī)劃未來的升級以提高能源效率，同時降低運營成本。

　　鑒于冷卻系統(tǒng)和服務(wù)器約占數(shù)據(jù)中心能源消耗的 80%，這些系統(tǒng)的虛擬模擬和組合分析代表了一種變革性方法，使數(shù)據(jù)中心所有者能夠降低能源消耗，并實現(xiàn) 20% 至 30% 的冷卻能源成本節(jié)省和高達 10% 的服務(wù)器能源成本節(jié)省。

　　規(guī)劃前進的道路：可持續(xù)創(chuàng)新的未來

　　總體而言，數(shù)據(jù)中心的材料、空間、能源和水消耗對環(huán)境和運營的影響是巨大的。無論是在偏遠地區(qū)開發(fā)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，還是在靠近最終用戶的邊緣數(shù)據(jù)中心，業(yè)主運營商都必須實施創(chuàng)新戰(zhàn)略，以最大限度地減少碳足跡，同時滿足日益增長的市場需求。

　　在這些因素之間取得適當(dāng)?shù)钠胶鈱τ趯崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和確保運營效率至關(guān)重要。采用先進技術(shù)和可持續(xù)實踐將是實現(xiàn)更環(huán)保、更高效的數(shù)據(jù)中心未來的關(guān)鍵。

　　作者：Jean-Marc Gaufres

　　來源：千家網(wǎng)