زیرساختهای دیجیتال که اکنون جهان متصل را پشتیبانی میکنند، به یکی از سریعترین حوزههای در حال گسترش در مصرف انرژی الکتریکی جهانی تبدیل شدهاند. مراکز داده، که مجموعهای از سرورها، سیستمهای ذخیرهسازی و تجهیزات شبکه را شامل میشوند، در حال حاضر حدود یک تا دو درصد از کل مصرف برق جهان را به خود اختصاص دادهاند که به حدود ۳۰۰ تا ۴۰۰ تراواتساعت در سال میرسد. با توجه به پیشرفت بیسابقه در هوش مصنوعی، خدمات ابری و سایر خدمات دیجیتال، پیشبینی میشود که این عدد در سالهای آینده با افزایش زیادی روبرو شود.
به گزارش آژانس بینالمللی انرژی (IEA)، انتظار میرود که مصرف برق مراکز داده تا سال ۲۰۳۰ دو برابر شود و به حدود ۶۰۰ تا ۸۰۰ تراواتساعت در سال برسد. عامل اصلی این افزایش، گسترش استفاده از هوش مصنوعی است چرا که آموزش و پیادهسازی مدلهای پیچیده هوش مصنوعی به قدرت محاسباتی بیشتری نسبت به رایانش کلاسیک نیاز دارد.
اهمیت مراکز داده فقط به مصرف انرژی محدود نمیشود؛ این مراکز به زیرساختی کلیدی برای اقتصاد مدرن تبدیل شدهاند و خدماتی چون شبکههای اجتماعی، تجارت الکترونیک، تراکنشهای مالی، خدمات بهداشتی و بسیاری از فرآیندهای دیجیتال دیگر را ارائه میدهند. افزایش تقاضا برای انرژی در این مراکز بر روی بازار برق، برنامهریزی شبکهها، پیشرفت انرژیهای تجدیدپذیر و اهداف کاهش کربن تأثیرگذار بوده است.
مراکز داده از نظر مصرف انرژی به سه دسته کلی تقسیم میشوند؛ دسته اول شامل مراکز داده عظیم است که توسط شرکتهایی مانند آمازون، مایکروسافت، گوگل و متا اداره میشوند و حدود ۴۰ تا ۴۵ درصد از مصرف جهانی انرژی مراکز داده را به خود اختصاص میدهند. این مراکز با بهرهگیری از سیستمهای خنککننده پیشرفته و تجهیزات بهینه، توانایی انرژی بالاتری دارند و بسیاری از اپراتورهای آنها در تلاشاند تا از انرژی بدون کربن استفاده کنند.
دسته دوم، مراکز داده اشتراکی هستند که امکاناتی چون فضا، جریان برق و سیستم سرمایش را برای چندین شرکت فراهم میآورند و حدود ۲۵ تا ۳۰ درصد مصرف انرژی مراکز داده جهانی را به خود اختصاص میدهند.
گروه سوم شامل مراکز داده سازمانی است که به منظور پاسخگویی به نیازهای داخلی شرکتها مدیریت میشوند و حدود ۲۵ تا ۳۵ درصد از مصرف برق این بخش را شامل میشوند. با این حال، این بخش با کاهش رشد مواجه شده است چرا که بسیاری از شرکتها به سمت خدمات ابری و مراکز داده اشتراکی منتقل میشوند.
هوش مصنوعی؛ جبهه جدید مصرف انرژی در مراکز داده
هوش مصنوعی به وضوح الگوی مصرف انرژی در مراکز داده را تغییر داده است. در حالی که پردازشهای سنتی معمولاً نیاز به انرژی به طور نسبی ثابت دارند، آموزش و بهکارگیری مدلهای هوش مصنوعی به قدرت محاسباتی بیشتری نیازمند است که به افزایش قابل توجه مصرف انرژی در مراکز داده منجر شده است.
آموزش مدلهای بزرگ هوش مصنوعی به عنوان یکی از فعالیتهای پرهزینه در حوزه محاسبات شناخته میشود. طبق برآوردها، آموزشی چون «چتجیپیتی-۴» (GPT-۴) به نزدیک به ۵۰ گیگاواتساعت انرژی احتیاج داشته است که معادل مصرف سالیانه برق حدود ۴۰ هزار خانوار آمریکایی است. همانطور که سایز و پیچیدگی مدلهای هوش مصنوعی افزایش مییابد، نیاز انرژی آنها نیز در حال بیشتر شدن است و نسلهای جدید از این مدلها معمولاً به قدرت محاسباتی بیشتری نسبت به نسلهای پیشین احتیاج دارند.
علاوه بر این، مصرف انرژی در هوش مصنوعی تنها به مرحله آموزش محدود نمیشود. استنتاج یا اجرای مدلهای هوش مصنوعی برای پاسخگویی به نیاز کاربران، تولید تصاویر، جستوجوهای هوشمند و سایر خدمات روزمره هم به مصرف پایدار انرژی تبدیل شده است. انتظار میرود با گسترش بکارگیری هوش مصنوعی در صنایع مختلف، میزان مصرف انرژی مرتبط با اجرای این مدلها در آینده از زمان آموزش نیز فراتر برود.
طبق برآوردهای گلدمن ساکس (Goldman Sachs)، رشد هوش مصنوعی به احتمال زیاد میتواند تا سال ۲۰۳۰ تقاضای انرژی مراکز داده را ۱۶۰ درصد افزایش دهد. این رشد نمایانگر این است که توسعه هوش مصنوعی نه تنها به تراشههای پیشرفته نیاز دارد بلکه وابستگی شدیدی به زیرساختهای انرژی گسترده نیز خواهد داشت.
توسعه مراکز داده در سطح جهانی به طور یکنواخت توزیع نشده است. مناطق دارای شبکه برق پایدار، دسترسی به آب مناسب برای سیستمهای خنککننده، زیرساخت فیبر نوری، مشوقهای اقتصادی و نزدیکی به مراکز جمعیتی، به قطبهای اصلی مراکز داده تبدیل شدهاند.
ویرجینیا شمالی در آمریکا یکی از بزرگترین مراکز داده در جهان است. منطقه موسوم به «کوچه مراکز داده» (Data Center Alley) در شهرستان لودون و حومه آن، بیش از ۱۰۰ مرکز داده را در خود جای داده و ظرفیت برق اختصاص داده شده به این مراکز از چندین گیگاوات فراتر رفته است که فشاری زیادی به شبکه برق منطقه وارد کرده است.
در اروپا، نیز شهرهایی همچون دوبلین در ایرلند، آمستردام در هلند و فرانکفورت در آلمان به مراکز مهم داده تبدیل شدهاند. به عنوان نمونه، در ایرلند، افزایش مصرف انرژی مراکز داده به حدی رسیده که سهم زیادی از مصرف برق کشور را به خود اختصاص داده و این موضوع منجر به برخی مداخلات نظارتی شده است.
قراردادهای خرید برق؛ غولهای فناوری در خط مقدم توسعه انرژی تجدیدپذیر
با افزایش تقاضا برای انرژی و تعهد شرکتهای فناوری به کاهش انتشار کربن، بزرگترین شرکتهای این صنعت به بزرگترین خریداران انرژی تجدیدپذیر در سطح جهانی تبدیل شدهاند. این سازمانها از طریق قراردادهای بلندمدت خرید برق (PPA) تامین برق پاک مورد نیاز خود را تضمین کرده و در عین حال به حمایت از توسعهدهندگان در ایجاد پروژههای جدید انرژی تجدیدپذیر کمک میکنند.
شرکتهای تکنولوژی بزرگ، از جمله آمازون، گوگل، مایکروسافت و متا، بخش بسزایی از استراتژی انرژی خود را بر خرید انرژیهای خورشیدی و بادی متمرکز کردهاند. آمازون در سالهای اخیر یکی از بزرگترین خریداران شرکتها در زمینه انرژی تجدیدپذیر بوده و تا سال ۲۰۲۴ برای بیش از ۲۰ گیگاوات ظرفیت انرژی تجدیدپذیر از بیش از ۵۰۰ پروژه در سطح جهان قرارداد یا تعهد ایجاد کرده است. این شرکت هدفگذاری کرده که انرژی مورد نیاز خود را بهطور کامل از منابع تجدیدپذیر تأمین کند.
گوگل و مایکروسافت نیز در زمره بزرگترین فعالان بازار قراردادهای خرید انرژی تجدیدپذیر به شمار میروند و در زمینه توافقات مربوط به انرژی بادی، خورشیدی و فناوریهای نوین انرژی فعالیت دارند. متا هم یکی از نخستین شرکتهای بزرگ فناوری است که به تعهد استفاده کامل از انرژی تجدیدپذیر پرداخته و از سال ۲۰۲۰ به طور مداوم برق مورد نیاز خود را از طریق ترکیبی از قراردادهای خرید انرژی تجدیدپذیر و توافقات مستقیم با شرکتهای برق تأمین کرده است.
شرکتهای فناوری همچنین در حال نوآوری در مدلهای جدید قراردادهای انرژی هستند. یکی از این روشها، تطبیق مصرف روزانه بدون کربن است که از خرید سالانه گواهیهای انرژی تجدیدپذیر فراتر میرود و در تلاش است که تضمین کند مصرف انرژی پاک در هر ساعت از شبانهروز انجام شود. گوگل از پیشگامان در این راستا است و بر روی فناوریهای پیشبینی مصرف انرژی و ذخیرهسازی برق به منظور دستیابی به فعالیت کاملاً بدون کربن کار میکند.
علاوه بر قراردادهای سنتی، قراردادهای خرید برق مجازی نیز در صنعت فناوری به طور گستردهای گسترش یافته است. در این مدل، شرکتها تنها برق تولید شده در یک نیروگاه خاص را دریافت نمیکنند، بلکه از طریق قراردادهای مالی از توسعه پروژههای انرژی تجدیدپذیر پشتیبانی میکنند. با این حال، برخی از متخصصان بر این باورند که فاصله میان مکان تولید برق پاک و مکان مصرف آن توسط شرکتها میتواند اثرگذاری زیستمحیطی این قراردادها را کاهش دهد.
گلوبال الکتریسیتی گزارش داده است که شتاب گرفتن توسعه هوش مصنوعی به این معناست که آینده اقتصاد دیجیتال نهتنها به پیشرفت فناوری و افزایش توان محاسباتی وابسته است بلکه به ظرفیت تولید و مدیریت انرژی نیز مرتبط است. مراکز داده در حال تبدیل شدن به یکی از بازیگران کلیدی در بازار برق هستند و نحوه تأمین انرژی آنها میتواند بر سیاستهای برقرسانی، پیشرفت انرژیهای تجدیدپذیر و تحقق اهداف اقلیمی کشورها اثر گذارد. در این میان، توانایی ایجاد تعادل میان رشد فناوری، امنیت انرژی و کاهش انتشار کربن، یکی از بزرگترین چالشهای پیشروی اقتصاد جهانی در آینده نزدیک خواهد بود.
انتهای پیام
نظرات کاربران