Tri načina na koje podatkovni centri mogu izbjeći udvostručenje potrošnje energije do 2030.

Tri stupa preko kojih podatkovni centri mogu izbjeći udvostručenje potrošnje energije su fizička učinkovitost, učinkovitost radnog opterećenja i kružno gospodarstvo. Oni nude praktičan put od kratkoročnih rješenja do trajne održivosti. Evo detalja…

U doba umjetne inteligencije (AI), razgovore o potražnji za energijom nemoguće je ignorirati. Međunarodna agencija za energiju (IEA) izvještava da su podatkovni centri 2024. godine globalno potrošili oko 415 teravat-sati (TWh). Procjenjuje se da će se ta brojka više nego udvostručiti na 945 TWh do 2030. godine, što je nešto više od ukupne godišnje potrošnje električne energije u Japanu danas.

Procjenjuje se da je obuka jednog velikog modela poput ChatGPT-a generirala 552 tone ugljikovog dioksida, što je ekvivalentno godišnjem otisku 121 američkog kućanstva. Dok obuka predstavlja energetski najintenzivniju fazu, AI inferencing, proces pokretanja i primjene ovih modela, također troši značajnu energiju u velikim razmjerima.

Nedavna procjena sugerira da inferencija može objasniti do 90% životnog ciklusa modela. Kako se pojavljuju sve snažniji modeli i kako se upotreba širi, ukupna potražnja za energijom nastavit će rasti.

Međutim, energija se ne može promatrati izolirano. Potrošnja energije utječe na vodu, hlađenje i materijale, stoga napori za održivost moraju uzeti u obzir cijeli ekosustav.

Lokalni utjecaj

Jednako je važno ispitati lokalni utjecaj izgradnje i rada podatkovnih centara. Izvješće McKinseyja predviđa da bi u Sjedinjenim Državama podatkovni centri mogli činiti do 12% ukupne potrošnje električne energije do 2030. godine.

Ti utjecaji su najvidljiviji tamo gdje se objekti grupiraju, jer mogu brzo postati najveći potrošači električne energije i vode, nadmašujući kućanstva i lokalne industrije. Na primjer, podatkovni centar okruga Loudoun u saveznoj državi Virginiji, Sjedinjene Američke Države, činio je 21% ukupne potrošnje energije u 2023. godini, nadmašujući domaću potrošnju s 18%.

Pouzdanost predstavlja još jedan izazov

Godine 2024. manji poremećaj u okrugu Fairfax u Virginiji uzrokovao je da 60 podatkovnih centara pređe na rezervnu proizvodnju energije. Iznenadni gubitak od 1500 megavata, što je otprilike ekvivalentno ukupnoj potražnji za električnom energijom Bostona u Sjedinjenim Državama, gotovo je izazvao raširene kvarove.

Diljem Europe, glavna središta podatkovnih centara suočavaju se sa sličnim izazovima, s preopterećenjem mreže i elektroenergetskim mrežama koje su već opterećene kako se industrijska elektrifikacija ubrzava, što ugrožava pouzdanost dok potražnja nastavlja rasti.

Ovi rizici ističu zašto se napori za održivost podatkovnih centara ne moraju tretirati kao jednokratno rješenje, već kao kontinuirano, prilagodljivo putovanje.

Dragocjeni resursi i kritični materijali

Potražnja za energijom samo je dio jednadžbe. Prosječni podatkovni centar troši 300.000 galona vode dnevno, prema NPR-u, a potrošnja vode obično raste uz energetske potrebe.

Kritični materijali predstavljaju još jedan izazov. IEA predviđa da će svijetu trebati šest puta više sirovina za pogon obnovljive energije, a očekuje se da će se potražnja samo za litijem povećati 40 puta. Istodobno, elektronički otpad dosegao je 62 milijuna tona godišnje, a sadrži vrijedne rijetke zemlje i druge metale.

Recikliranje i oporaba stoga moraju biti središnji dio održivog dizajna podatkovnih centara.

Trostupni pristup održivosti

Kako bi se postigao napredak prema ciljevima održivosti, poboljšanja podatkovnih centara moraju se razmatrati holistički.

Usvajanje ovakvog načina razmišljanja može biti zastrašujuće. Čak i najnaprednije organizacije opisuju svoje ambicije kao „mjesečeve skokove“. Ti skokovi dolaze iz stalnog, namjernog napretka, a ne iznenadnih otkrića.

Tri stupa: fizička učinkovitost, učinkovitost radnog opterećenja i kružno gospodarstvo nude praktičan put od kratkoročnih rješenja do trajne održivosti.

1. Fizička učinkovitost

Mjerenje od početka do kraja je ključno. Podatkovni centri zajedno troše jednako energije kao i neke nacije, što pokazuje važnost učinkovitosti. Objekti koji rade s učinkovitošću korištenja energije (PUE) od oko 1,1 mogu koristiti oko 84% manje režijske energije od onih s PUE blizu 2,0, što ističe moguće dobitke učinkovitosti kroz dizajn najbolje prakse.

Fizička učinkovitost obuhvaća svaki sloj infrastrukture, od napajanja i postavljanja lokacije do tehnologija hlađenja. Lenovova tehnologija vodenog hlađenja Neptune može smanjiti potrošnju energije do 40% i poboljšati toplinsku učinkovitost 3,5 puta u usporedbi s hlađenjem zrakom, pokazujući što se može postići svrsishodnom inovacijom.

Kako ambicije održivosti rastu, fizička učinkovitost ostaje temelj snažnih i otpornih podatkovnih centara.

2. Učinkovitost radnog opterećenja

Učinkovitost radnog opterećenja često se zanemaruje u razgovorima o održivosti, no ona ima najveći potencijal za smanjenje ukupne potrošnje energije, posebno u doba umjetne inteligencije. Najučinkovitiji način uštede energije jest izbjegavanje nepotrebne potrošnje.

U svojoj srži, učinkovitost radnog opterećenja osigurava da se svaki vat pretvara u značajan računalni izlaz. Virtualizacijske tehnologije omogućuju pokretanje više aplikacija na istim poslužiteljima, maksimizirajući iskorištenost i minimizirajući kapacitet mirovanja.

Učinkovito raspoređivanje radnog opterećenja, osiguravajući da se zadaci izvršavaju na najprikladnijoj i najučinkovitijoj infrastrukturi, može dodatno optimizirati korištenje resursa. Nadogradnja zastarjelih sustava dodaje još jedan sloj napretka, jer novije arhitekture pružaju veće performanse uz niže energetske zahtjeve.

Najveći utjecaj dolazi od podešavanja radnih opterećenja kako bi se u potpunosti iskoristio hardver na kojem se pokreću, optimizirajući ne samo strojeve već i način na koji se koriste.

U današnjem dobu ubrzanog računalstva i eksponencijalnog rasta podataka, učinkovitost radnog opterećenja most je između performansi i održivosti. Transformacije mogu započeti postupno, jedno radno opterećenje po jedno, gradeći zamah prema sistemskim promjenama.

3. Kružno gospodarstvo

Većina podatkovnih centara još uvijek ponovno koristi ili reciklira samo mali dio svoje infrastrukture, ostavljajući značajan prostor za poboljšanje kružnog gospodarstva. Lenovo surađuje s klijentima na poboljšanju održivosti u cijelom životnom ciklusu infrastrukture, od energetski učinkovitih sustava i naprednih tehnologija hlađenja do usluga koje produžuju vijek trajanja hardvera i smanjuju otpad.

Principi kružnog gospodarstva često označavaju prvi korak na putu održivosti organizacije. Primjenjuju se ne samo na opremu kroz ponovnu upotrebu i odgovorno recikliranje, već i na resurse poput vode.

Iako je njihov izravni utjecaj na emisije manji od operativne učinkovitosti, kružno gospodarstvo je ključno za iskorištavanje kritičnih minerala, produljenje vijeka trajanja imovine i bolje korištenje ograničenih svjetskih resursa.

Sva tri stupa ovise o točnom mjerenju. Tretiranjem objekata kao sustava u razvoju i usklađivanjem oko holističke vizije, industrija može današnji izazov pretvoriti u kontinuirano poboljšanje.