نمو الذكاء الاصطناعي يعيد تشكيل الطلب على الكهرباء
تتطلب أنظمة الذكاء الاصطناعي ما هو أكثر بكثير من مجرد البرمجيات. فهي تعتمد على شرائح وخوادم وذاكرة ومعدات شبكات وأنظمة تبريد-عالية الأداء تعمل على مدار الساعة.
بالنسبة للعديد من الأشخاص، قد تبدو "قوة حوسبة الذكاء الاصطناعي" مجردة. يصبح الطلب على الطاقة أكثر وضوحًا عند النظر إلى استهلاك الطاقة للرقائق نفسها.
يمكن أن يستهلك مسرع-NVIDIA H100 المتطور ما يصل إلى700Wفي تكوين SXM الخاص به. عادةً ما يتم تصنيف إصدار PCIe من NVIDIA بحوالي350–400W. يتقدم الجيل الأحدث من مسرعات الذكاء الاصطناعي-عالية الكثافة إلى أبعد من ذلك: فقد نشرت NVIDIA أرقامًا قصوى لـ TGP تصل إلى1,200Wلمنتجاتها من فئة Blackwell Ultra-.
إن Instinct MI300X من AMD، وهو مسرع آخر يستخدم على نطاق واسع للذكاء الاصطناعي للتدريب والاستدلال على النماذج الكبيرة-، يتمتع بقدرة لوحة نموذجية تصل إلى750W. دخلت أيضًا نماذج مسرعات AMD الأحدث إلى السوق1,000Wنطاق الطاقة.
تم تصنيف مسرع Intel Gaudi 3 OAM بما يصل إلى900W، مما يوضح مدى سرعة انتقال أجهزة الذكاء الاصطناعي عالية الأداء-إلى مستوى استهلاك الطاقة بالكيلووات-لكل مسرع.
تشير هذه الأرقام فقط إلى مسرع الذكاء الاصطناعي نفسه. يشتمل خادم الذكاء الاصطناعي الحقيقي أيضًا على وحدات المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة وNVLink أو غيرها من الوصلات البينية عالية السرعة ووحدات التخزين وبطاقات الشبكة ومراوح التبريد-وفقد تحويل الطاقة.
على سبيل المثال، قد يتطلب خادم وحدة معالجة الرسومات 8-الذي يستخدم مسرعات فئة 700W:
حول5.6 كيلو واطلوحدات معالجة الرسومات وحدها
آخر1.5-3 كيلو واطلوحدات المعالجة المركزية والذاكرة والشبكات والتخزين والتبريد الداخلي
تقريبا7-9 كيلو واطمن إجمالي طاقة الخادم تحت الحمل العالي
باستخدام مسرعات الفئة-الجيل القادم بقدرة 1000 واط-، يمكن لخادم ذكاء اصطناعي واحد الانتقال بسهولة إلى10-15 كيلو واطيتراوح. على نطاق الرفوف، يخلق هذا تحديًا مختلفًا تمامًا للطاقة عن ذلك الذي تواجهه تقنية المعلومات التقليدية للمؤسسات.
تحتاج طاقة الحوسبة إلى طاقة موثوقة
غالبًا ما تكون أعباء عمل الذكاء الاصطناعي مستمرة ومكثفة وحساسة للانقطاع.
قد يستمر التدريب النموذجي-الكبير لمدة أيام أو حتى أسابيع. تتطلب خدمات الاستدلال، ومساعدي الذكاء الاصطناعي، وأنظمة الرؤية الصناعية، ومنصات اتخاذ القرار الذكي-استجابة مستقرة وفورية. يمكن أن يؤثر انقطاع الطاقة لفترة قصيرة على تقدم التدريب ومعالجة البيانات وتوافر الخدمة والعمليات التجارية.
وهذا يعني أن البنية التحتية للذكاء الاصطناعي تحتاج إلى أكثر من مجرد "كهرباء كافية". يحتاج إلى طاقة وهي:
موثوقة ومستقرة
قابلة للتطوير مع نمو الطلب على الحوسبة
كفاءة في توصيل الطاقة والتبريد
مرنة بما فيه الكفاية لإدارة ذروة الطلب
مستدامة على المدى الطويل
تظل إمدادات الشبكة التقليدية ضرورية، ولكن الطلب المتزايد على الكهرباء يفرض ضغطًا أكبر على شبكات الطاقة، والمحولات المحلية، وأنظمة التبريد، وإدارة الأحمال-في أوقات الذروة.
من الشرائح الفردية إلى -مركز-توسيع نطاق الطلب
يصبح التأثير أكثر أهمية عندما يتم نشر رقائق الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع.
قد تحتاج مجموعة صغيرة تعمل بالذكاء الاصطناعي تحتوي على 100 خادم-عالي الأداء إلى ما يقرب من1 ميغاواط من قوة تكنولوجيا المعلومات، اعتمادًا على تكوين الشريحة وحمل التشغيل. يمكن أن تتطلب مجموعة كبيرة للتدريب على الذكاء الاصطناعي تضم آلاف المسرعات عشرات الميغاوات.
وذلك قبل التفكير في التبريد وتوزيع الطاقة وأنظمة UPS والإضاءة والمضخات والبنية التحتية الداعمة الأخرى.
غالبًا ما يتم قياس إجمالي الطلب على المنشأة من خلال PUE، أو فعالية استخدام الطاقة. إذا كان مركز بيانات الذكاء الاصطناعي يحتوي على 1 ميجاوات من حمل تكنولوجيا المعلومات:
في PUE من1.20إجمالي الطلب على الطاقة في المنشأة يبلغ حوالي1.20 ميجاوات
في PUE من1.35إجمالي الطلب على الطاقة في المنشأة يبلغ حوالي1.35 ميجاوات
في PUE من1.50، يرتفع إجمالي الطلب على الطاقة في المنشأة إلى حوالي1.50 ميجاوات
ومع زيادة كثافات الحامل، أصبحت أنظمة تبريد الهواء التقليدية-أيضًا أقل عملية. ولهذا السبب، أصبحت أنظمة التبريد السائل، وتوزيع-الجهد العالي، وتخزين الطاقة، وأنظمة إدارة الطاقة الذكية-أجزاء أساسية من تخطيط البنية التحتية للذكاء الاصطناعي.
الذكاء الاصطناعي والطاقة المتجددة يتطوران معًا
الذكاء الاصطناعي والطاقة المتجددة ليسا اتجاهين منفصلين. لقد أصبحوا متصلين بشكل متزايد.
يمكن للذكاء الاصطناعي تحسين التنبؤ بالطاقة الشمسية، وتحديد أخطاء المعدات، وتحسين شحن البطاريات وتفريغها، وإدارة أسعار الكهرباء، ومساعدة المشغلين على اتخاذ قرارات أفضل عبر أنظمة الطاقة المعقدة.
وفي الوقت نفسه، يمكن للطاقة المتجددة أن تساعد في دعم الطلب المتزايد على الطاقة الناتج عن الذكاء الاصطناعي.
تعتبر الطاقة الشمسية مناسبة بشكل خاص لهذا التحول لأنها معيارية وقابلة للتطوير ومتوفرة على نطاق واسع. يمكن للأنظمة الكهروضوئية على الأسطح ومشاريع الطاقة الشمسية-المثبتة على الأرض وحلول الطاقة الموزعة أن تساعد مراكز البيانات والمصانع والمباني التجارية والمجمعات الصناعية على تقليل اعتمادها على شبكة الكهرباء التقليدية.
وعندما يتم دمج الطاقة الشمسية مع تخزين الطاقة، تصبح القيمة أكبر.
خلال النهار، يمكن لأنظمة الطاقة الشمسية إمداد جزء من المنشأة بتحميل أو شحن أنظمة البطاريات. أثناء فترات ذروة الطلب-، يمكن للتخزين إطلاق الكهرباء لتقليل ضغط الشبكة والحد من رسوم الطلب. في بعض المواقع، يمكن لأنظمة تخزين الطاقة الشمسية-زائد-أيضًا تحسين مرونة الطاقة وتوفير دعم احتياطي للأحمال المهمة.
من استهلاك الطاقة إلى ذكاء الطاقة
لا ينبغي للجيل القادم من البنية التحتية للذكاء الاصطناعي أن يستهلك المزيد من الطاقة ببساطة. يجب أن يستخدم الطاقة بذكاء أكبر.
يمكن لنظام الطاقة الأكثر ذكاءً تنسيق توليد الطاقة الكهروضوئية، وتخزين البطاريات، وإمدادات الشبكة، ومعدات التبريد، وأعباء عمل الذكاء الاصطناعي في الوقت الفعلي.
على سبيل المثال، قد تتم جدولة-مهام تدريب الذكاء الاصطناعي غير العاجلة خلال فترات توليد الطاقة الشمسية القوية أو انخفاض أسعار الكهرباء. يمكن لأنظمة البطاريات أن تدعم الأحمال القصوى ذات المدة القصيرة-. يمكن لمنصات إدارة الطاقة الذكية-موازنة الطلب على الطاقة بين أجهزة الكمبيوتر وأنظمة التبريد والشبكة.
وهذا يخلق علاقة أكثر كفاءة بين قوة الحوسبة وموارد الطاقة.
بدلاً من التعامل مع الكهرباء كمدخل ثابت، يمكن للبنية الأساسية لعصر {{0}الذكاء الاصطناعي إدارة الطاقة ديناميكيًا من خلال البيانات والأتمتة والتحكم الذكي.
بناء مستقبل أكثر خضرة للذكاء الاصطناعي
نمو الذكاء الاصطناعي أمر لا مفر منه. والسؤال الرئيسي هو كيفية تشغيلها بشكل مسؤول.
نظرًا لأن شرائح الذكاء الاصطناعي{0}}عالية الأداء تتحرك من عدة مئات من الوات إلى 1000 واط-من مستويات الطاقة، فإن إمدادات الطاقة والتبريد وقدرة الشبكة وانبعاثات الكربون ستصبح أجزاء ذات أهمية متزايدة في تطوير الذكاء الاصطناعي.
ولا ينبغي لنا أن نحدد مستقبل الذكاء الاصطناعي إلا من خلال شرائح أسرع ونماذج أكبر. وينبغي أيضاً تعريفها بأنها كهرباء أنظف، وأنظمة طاقة أكثر كفاءة، وإدارة أكثر ذكاءً للطاقة.
الطاقة الشمسية الكهروضوئية،تخزين الطاقة، ويمكن أن تساعد الإدارة الذكية للطاقة في إنشاء الأساس لعصر الذكاء الاصطناعي الأكثر مراعاة للبيئة.
من خلال الكابلات والموصلات وأنظمة تخزين الطاقة وحلول الطاقة الشمسية المتكاملة التي يمكن الاعتماد عليها، يمكن لصناعة الطاقة المتجددة-دعم المرحلة التالية من النمو الرقمي-حيث تتحرك الحوسبة المتقدمة والطاقة النظيفة معًا للأمام.
عصر الذكاء الاصطناعي يحتاج إلى الطاقة. عصر الطاقة يحتاج إلى الذكاء. ومعاً، يمكنهم خلق مستقبل أكثر كفاءة ومرونة واستدامة.