人工智能迫使数据中心使用更多能源软件可以提供帮助

2024-09-21 08:54来源:

科技巨头们正在竞相抵御由他们在世界各地建立的大规模数据中心造成的碳定时炸弹。

随着越来越多耗电的人工智能上线,谷歌(Google)开创的一项技术正获得越来越多的关注:利用软件在世界上太阳能和风能过剩的地区寻找清洁电力,然后在那里增加数据中心的运营。这样做可以减少碳排放和成本。

云计算公司Cirrus Nexus的联合创始人兼首席执行官克里斯·诺布尔(Chris Noble)说,迫切需要弄清楚如何以最大限度地利用可再生能源的方式运行数据中心。该公司利用谷歌、微软(Microsoft)和亚马逊(Amazon)拥有的数据中心进行管理。

由人工智能驱动的计算引发的气候风险是深远的,如果不从化石燃料电力转向清洁能源,气候风险将会恶化。英伟达公司首席执行官黄仁勋表示,人工智能已经达到了一个“临界点”。他还表示,数据中心的成本将在五年内翻一番,以推动新软件的崛起。

据国际能源署(International Energy Agency)的数据,数据中心和传输网络各自占全球能源消耗的1.5%。它们每年排放的二氧化碳总量与巴西相当。

超大规模的公司——像谷歌、微软和亚马逊这样最大的数据中心所有者——都设定了气候目标,并面临着实现这些目标的内部和外部压力。这些崇高的目标包括使他们的业务脱碳。

但人工智能的崛起已经对这些目标造成了严重破坏。图形处理单元是大型语言模型兴起的关键,并且比其他形式的计算中使用的中央处理单元消耗更多的电力。据国际能源署估计,训练一个人工智能模型一年使用的电力超过100个家庭。

他说:“人工智能的增长速度远远超过了为其生产清洁能源的能力。”

此外,人工智能的能源消耗是不稳定的,更类似于锯齿图,而不是大多数数据中心运营商习惯的平滑线。这使得脱碳成为一个挑战,更不用说确保电网的稳定性了。

日立能源(Hitachi energy)全球数据中心客户总监戴夫•斯特莱斯(Dave Sterlace)表示,人工智能的增长是由北美公司推动的,这使得计算能力和能源使用都集中在那里。这是他两年前没有预料到的趋势。

为了降低数据中心的二氧化碳排放,超大规模和其他数据中心供应商已经为大量的太阳能或风力发电场提供了资金,并使用信用额度来抵消排放。(就信用额度而言,有些额度未能对排放产生有意义的影响。)

但仅凭这一点是不够的,尤其是在人工智能的使用不断增加的情况下。这就是为什么运营商正在转向Alphabet Inc.旗下的谷歌(Google)所采用的“负载转移”策略。其理念是:通过颠覆数据中心的运作方式来降低排放。

如今,大多数数据中心都寻求在“稳定状态”下运行,这样它们的能耗就相当稳定。这使得他们受到电网的摆布,无论天然气、核能和可再生能源发电的混合是什么,都要考虑到地区之间缺乏输电线路。为了摆脱对污染更严重的电网的依赖,科技巨头们正在寻找机会,在全球范围内转移每日甚至每小时的数据中心运营,以吸收过剩的可再生能源生产。

谷歌首次尝试在某些数据中心按小时使用零碳电力,以使其机器全天候使用清洁能源。目前还没有人完全实现这一目标。而且,可以肯定的是,在全球范围内转移负载的战略可能会因为一些国家推行试图限制和保护跨境数据流动的数据主权政策而变得复杂。但Cirrus Nexus和谷歌正在测试的东西仍可能是减排难题的关键部分。

总部位于曼哈顿的Cirrus Nexus搜索世界各地的电网,并以5分钟为单位测量排放量,为自己和从制药到会计等行业的客户找到污染最少的计算资源。去年夏天,该公司有机会将这种搜索付诸实践。

荷兰正处于有记录以来阳光最充足的6月,这使得电网上的太阳能发电成本下降。这使得运行服务器的成本更低,碳排放更少。当太阳在荷兰下山时,Cirrus Nexus将其计算负载转移到加州,以便利用金州当天刚刚上线的太阳能。

根据该公司与彭博绿色社分享的数据,通过从欧洲到美国西海岸追踪太阳,然后再返回,该公司能够将自己和客户的某些工作负载的计算排放量减少34%,而不是仅仅依赖于任何一个地方的服务器。让操作变得灵活,这样做既有好处,也有风险。

能够追求多余的零碳兆瓦可以帮助减轻电网的压力,比如在热浪或寒冷的冬季风暴期间。但数据中心需要与公用事业和电网运营商合作,因为需求的大幅波动会使电力系统陷入混乱,从而增加停电的几率。Dominion Energy在其弗吉尼亚州的公用事业公司看到数据中心的需求飙升,该公司正在制定一项计划,利用数据中心的负荷转移来缓解极端天气下电网的压力。

近年来,谷歌(Google)和亚马逊(Amazon)已经在为自己的业务和使用其云服务的客户测试转移数据中心的使用。(例如,Cirrus Nexus使用亚马逊、微软和谷歌提供的云服务。)在弗吉尼亚州,微软与Constellation Energy Corp.签署了一项协议,保证其区域数据中心90%以上的电力将是零碳能源。不过,对它和其他超大规模计算机构来说,达到100%仍然是一个艰巨的目标。

谷歌24/7无碳能源战略负责人迈克尔·特雷尔(Michael Terrell)表示,谷歌的数据中心约64%的时间使用无碳能源,其中13个区域站点的无碳能源利用率达到85%,7个全球数据中心的无碳能源利用率略高于90%。

“但如果你不取代化石资产,那么你就不能完全实现你的气候目标,”特雷尔说。

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