Индустрията на центровете за данни е изключително активна напоследък. Тя записва огромен скок в търсенето на ресурси, наеми на площи и капацитет, енергия и всичко останало, за което може да се сетите. Общото търсене на центрове за данни нараства във всички региони и няма изгледи това да се промени скоро.
Въпреки че това е страхотна новина за операторите на центрове за данни, тъй като означава дълго време със солиден растеж, това също така поставя и някои предизвикателства. Сред тях е постоянното увеличаване на потреблението на ресурси – особено енергия и вода, които са критични за работата на всеки център за данни. Решаването на тези предизвикателства ще изисква подход от типа „много от всичко“ – оптимизиране и намаляване на потреблението на енергия и вода, подобряване на доставките на същите тези ресурси, намаляване на разходите и т.н.
Центровете за данни са гладни. Много гладни.
Последните статистически данни от индустрията рисуват много красноречива картина. Например Apple наскоро публикува своя доклад за екологичния напредък и в него казва, че нейните центрове за данни и съоръжения за колокация по света са консумирали 2,344 милиарда kWh електроенергия. Изненадващо Apple управлява само 7 от собствените си центрове за данни. Всичките й други нужди са покрити чрез колокация на сървъри, но компанията не разкрива техния брой и местоположения. В доклада се казва, че всички те, заедно със собствените си центрове за данни, използват 100% възобновяеми PPA, съобщава DataCenterDynamics.
Apple казва, че най-големият ѝ център за данни е в Мека, Аризона. Консумира зашеметяващите 488 млн. kWh. 82% от електричеството идва от слънчева енергия, включително 4,67 MW от слънчеви панели над паркинга на центъра. Останалите 18% идват от вятърна енергия.
Съоръжението в Мейдън, Северна Каролина, използва 453 млн. kWh. Отново 82% идват от слънцето, но 12% – от вятъра. Два от центровете за данни на Apple използват микрохидроенергия, макар и в малък дял. Освен това има два центъра за данни в Китай, но тамошните разпоредби правят така, че Apple не ги управлява, а местни компании. Използват 50% вятърна и 50% слънчева енергия.
Ситуацията при колокацията е сходна. Повечето от колокираните ресурси на Apple са в САЩ и те са използвали 387 млн. kWh енергия през 2023 г. Международната консумация на енергия е 96 млн. kWh. Всъщност потреблението на енергия за колокация на Apple спада за първи път в историята, тъй като компанията разчита повече на своите центрове за данни.
Центровете за данни са и много жадни
Нов доклад на China Water Risk (CWR) отбелязва, че центровете за данни в Китай използват много вода и потреблението ще се удвои до 2030 г. Основният двигател на това нарастване е търсенето на AI услуги.
CWR изчислява, че в момента центровете за данни в Китай консумират около 1,3 млрд. кубически метра вода годишно. Стойността може да надхвърли 3 млрд. m3 до 2030 г. при сегашния темп на нарастване и прогнози.
„За сектора на ИКТ моментът за справяне с рисковете, свързани с водата, е сега – трябва да се справим с тях преди експлозията на AI. Китайските ИКТ гиганти трябва да поемат водещата роля, за да бъдат „водно неутрални“ или „водно положителни“, като техните партньори от Силициевата долина в лицето на Meta и Google“, казва авторът на доклада Дебра Тан пред DataCenterDynamics.
„Въпреки нарастващото потребление на вода, водоснабдяването може да намалее поради лошо управление на повишената нестабилност от екстремни метеорологични явления, както и нарастването на хроничните рискове като недостиг на вода и покачване на морското равнище. Въпреки че някои водещи ИКТ компании са започнали да чертаят плановете си за преход, много от тях все още не са формулирали всеобхватни стратегии за намаляване на риска от липсата на вода и стопанисване“, казва CWR в доклада.
Това ще бъде проблем, тъй като само 32% от центровете за данни в Китай са в богати на вода региони. 46% са в „най-сухите 10“ области, които са толкова сухи, колкото Близкия изток. Общо 41% от центровете са в региони, предразположени към суша. Други 28% имат обратния проблем и са в райони, предразположени към наводнения.
„Дори тези, които са наясно, вероятно ще бъдат хванати неподготвени от бързо развиващия се пейзаж на риска от водата поради ускореното затопляне, тъй като предишните стъпки за осигуряване на устойчивост на климата сега може да не са достатъчно адекватни“, добавя докладът.
Центровете за данни подхранват стари енергийни технологии
Центровете за данни традиционно се свързват с най-новите и най-добрите технологии. Тези технологии наистина ги има, но те са още по-гладни за ресурси. И много локални енергийни мрежи не са в състояние да ги осигурят.
Ярък пример за това е Северна Вирджиния в САЩ. Малко хора знаят, че този регион е „Световният интернет хъб“. Центровете за данни там обработват почти 70% от глобалния интернет трафик, казва DataCenterKnowledge. И това е голям проблем, тъй като тяхната нужда от електроенергия продължава да расте и щатът смята, че не може да издържи на темпото. Невъзможно е да се изградят достатъчно източници на зелена енергия достатъчно бързо и да се покрият всички нужди на центровете за данни.
Така че тези модерни съоръжения ще трябва да разчитат на старите въглищни електроцентрали в региона. И всъщност щатът ще трябва да построи няколкостотин километра преносни линии и да използва силата и помощта на три съседни щата, които също ще осигурят енергия чрез въглищни централи.
Не е изненадващо, че това предизвиква известно недоволство в региона. „Това не е правилно“, каза Мери Джий, чийто имот вече граничи с два електропровода, които служат като трасета за електричество, протичащо към най-голямата концентрация на центрове за данни – в Лоудън Каунти, дом на това, което е известно като „Алеята на дейта центровете“. „Тези електропроводи? Те не са за мен и семейството ми. Не гласувах за това. А центровете за данни? Това не е в Западна Вирджиния. Това е съвсем различен щат.“
Някои организации също са против продължаването на използването на въглищните централи. Те виждат в това риск за здравето на местните. И това ще доведе до по-високи сметки, тъй като енергията от тези централи е по-скъпа. Друга причина за по-високи сметки ще бъде необходимостта да се плащат всички тези допълнителни електропроводи и инфраструктура, които се изграждат. Тези разходи ще бъдат разпределени между всички потребители в региона, а не само за центровете за данни.
Потреблението на енергия ще продължи да нараства
Докладът за 2024 г. до Конгреса относно използването на енергия от центъра за данни в САЩ беше публикуван наскоро и е направен от Националната лаборатория на Лорънс Бъркли (LBNL), част от Министерството на енергетиката, отбелязва DataCenterFrontier. В него се казва, че през последните три години потреблението на енергия от дейта центрове в САЩ се е удвоило. И ще нарасне с още 50% до 2027 г. Ключовият двигател, разбира се, е AI.
Текущото потребление на електроенергия от центровете за данни е 375 TWh само в САЩ. През 2021 г. беше 175 TWh. До 2027 г. ще надхвърли 500 TWh. Докладът също така предупреждава, че навлизането на AI е толкова бързо, че затруднява прогнозите, така че когато 2027 г. наистина дойде, резултатите може да са различни и по-високи.
„Преди казвахме „докарайте енергията до центровете за данни“. Сега ние казваме „доведете дейта центъра до източника на енергия“, казва Ед Сосиа, директор на анализите за Северна Америка в datacenterHawk, изследователска фирма, която проследява дейността на дейта центрове. Енергийните нужди се превръщат в ключов фактор за компаниите да решат къде да изградят своите нови центрове за данни.
Въпреки това докладите очакват, че общата национална мрежа ще се справи с трудностите. „Може да има предизвикателства при покриването на търсенето на определени места в рамките на определен период от време. Но смятаме, че ще има други места, където гладът за енергия може да бъде адресиран“, казва Арман Шехаби, експерт на LBNL.
Ключът е в преноса на енергия до центровете за данни. Това ще изисква не само изграждане на новите съоръжения по-близо до източниците на енергия, но и добавяне на повече инфраструктура за транспортиране на електроенергия до вече изградените центрове за данни. Тези инвестиции ще стимулират нови бизнеси заедно с растежа на центровете за данни.
„Каква ще бъде голямата технологична промяна през 20-те години? Все още не сме сигурни. Но тук има много възможности как може да се отговори на това търсене. Бяха обсъдени много възможности за работа с доставчиците на комунални услуги и в момента се работи по тях“, каза Шехаби.
Предстоят големи иновации
Както виждаме, само обикновените източници на енергия не са достатъчни. И така, някои големи имена в света на ИТ вече работят по алтернативни проекти. Сам Алтман от OpenAI и фирмата за рисков капитал Andreessen Horowitz (a16z) например инвестират в нова енергийна компания, наречена Exowatt. Основната цел на компанията е да създава модулни енергийни системи за центрове за данни, използващи топлинна енергия. Първият им продукт се нарича P3. Използва топлинен колектор, батерия и двигател. Може да се побере в пространството на стандартен транспортен контейнер. След това отнема топлината от слънцето или други източници, съхранява я и може да я превърне в енергия до 24 часа по-късно.
Компанията казва, че енергията, която P3 произвежда, може да бъде на цена от едва 0,01 долара за kWh. „За разлика от традиционните решения, които изискват значителни предварителни разходи и дълго време за настройка, модулната система на Exowatt може да бъде разгърната бързо и рентабилно – и е налична още тази година“, казва главният изпълнителен директор и съосновател на Exowatt Ханан Парвизиан. „Exowatt е създаден, за да отговори бързо на растящите енергийни изисквания на съвременния свят, особено на тези, стимулирани от бързия растеж на AI.“
Други големи имена също не чакат. Intel и ExxonMobile работят заедно за разработването на нови технологии за течно охлаждане за центрове за данни. Компаниите казват, че използването на течности ще намали общите разходи за притежание на ИТ оборудване с 40% в сравнение с въздушното охлаждане. И ще подобри ефективността на използването на енергия. Освен това ще намали консумацията на вода.
Google също работи за подобряване на използването на енергия в своите центрове за данни. Компанията наскоро обяви, че ще инвестира 600 милиона евро в своя четвърти център в Нидерландия. „Организациите и правителствата в Нидерландия все повече преминават към облака. Използването на облачни изчисления почти се е удвоило в страната през последните пет години. Увеличаването на търсенето е причината Google да инвестира в цифрова инфраструктура, която помага за разширяване на достъпа на всеки до информация“, се казва в прессъобщение.
„Ние инвестираме в местни проекти за зелена енергия, което означава, че можем да внесем зелена енергия в местната електрическа мрежа“, добави компанията. Тя казва, че ще разчита на вятърна енергия от Северно море за своите центрове за данни в региона.