نوسانات میلی‌ثانیه‌ای برق چگونه به‌تدریج سخت‌افزار دیتاسنترها را فرسوده می‌کنند

دیتاسنترهای مجهز به هوش مصنوعی با چالش تازه‌ای در زیرساخت برق مواجه شده‌اند؛ نوسانات شدید و بسیار سریع مصرف انرژی می‌تواند عمر باتری‌ها، ژنراتورها، توربین‌ها و ترانسفورماتورها را به شکل محسوسی کاهش دهد. این مسئله علاوه بر افزایش هزینه‌های نگهداری، نگرانی‌هایی درباره پایداری شبکه برق و استهلاک زودهنگام زیرساخت‌های مراکز داده ایجاد کرده است.

دیتاسنترهای هوش مصنوعی به دلیل تغییرات بسیار سریع‌تر در میزان تقاضای برق نسبت به مراکز داده سنتی، چالش زیرساختی فزاینده‌ای را آشکار کرده‌اند. بلومبرگ گزارش می‌دهد که هنگام آموزش مدل‌های هوش مصنوعی، صدها هزار GPU ممکن است ظرف چند میلی‌ثانیه روشن یا خاموش شوند و در نتیجه، نوسانات مکرری در مصرف برق ایجاد کنند که به باتری‌ها، ژنراتورها، توربین‌ها، ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات حیاتی تأمین انرژی فشار وارد می‌کند.

کارشناسان می‌گویند این نوسانات باعث می‌شوند برخی قطعات بسیار زودتر از عمر مورد انتظار خود فرسوده یا خراب شوند. برای نمونه، برخی باتری‌ها ممکن است تنها پس از چند هفته یا چند ماه نیاز به تعویض پیدا کنند و توربین‌ها و ژنراتورها نیز در اثر این فشارهای مکرر دچار ترک‌خوردگی شوند.

این مشکلات قابلیت اطمینان، هزینه‌های نگهداری را افزایش می‌دهند و می‌توانند به قطعی‌های بسیار پرهزینه منجر شوند. بسته به نوع و اندازه تأسیسات، هر دقیقه اختلال در فعالیت دیتاسنتر ممکن است از چند هزار تا صدها هزار دلار درآمد از دست‌رفته برای اپراتورها به همراه داشته باشد. برخی توسعه‌دهندگان نیز برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم‌های برق، اجرای پروژه‌های دیتاسنتر هوش مصنوعی را به تعویق انداخته‌اند. در همین حال، سرمایه‌گذاران بیش از گذشته نگران این موضوع هستند که این تأسیسات و تجهیزات آنها سریع‌تر از برآوردهای اولیه مستهلک شوند.

فراتر از آثار مالی برای اپراتورها، تقاضای سریع و غیرقابل‌پیش‌بینی برق در تأسیسات هوش مصنوعی می‌تواند برای شبکه برق گسترده‌تر نیز خطرآفرین باشد.

پردیس‌های بزرگ هوش مصنوعی ممکن است به اندازه یک شهر بزرگ برق مصرف کنند و تغییرات ناگهانی در میزان تقاضای آنها می‌تواند شبکه‌های برق را که همین حالا نیز تحت فشار افزایش مصرف، زیرساخت‌های فرسوده و سهم رو‌به‌رشد منابع تجدیدپذیر ناپایدار قرار دارند، بی‌ثبات کند. نهادهای تنظیم‌کننده شبکه برق آمریکا، دیتاسنترهای بزرگ هوش مصنوعی را به‌عنوان یکی از ریسک‌های مهم و نوظهور برای پایداری شبکه شناسایی کرده‌اند و از اپراتورها می‌خواهند برای مقابله با این مشکلات اقدام کنند.

در واکنش به این چالش، شرکت‌های فناوری، اپراتورهای شبکه برق، تولیدکنندگان تجهیزات و پژوهشگران دولتی در حال توسعه باتری‌ها، سیستم‌های تنظیم و پایدارسازی برق، طراحی‌های بهبودیافته برای تأسیسات و فناوری‌های دیگری هستند که بتوانند نوسانات مصرف برق را هموار کرده و فشار واردشده بر تجهیزات دیتاسنتر و شبکه برق را کاهش دهند.

هدف این تلاش‌ها آن است که رشد زیرساخت‌های هوش مصنوعی بدون ایجاد مشکلات جدی در قابلیت اطمینان تجهیزات و اختلال در شبکه برق ادامه پیدا کند.