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人工智能革命会终结净零数据中心吗?

2023-09-07 17:25:13来源:千家网

数据中心是现代生活的基本组成部分。在这个万物互联的时代,其是我们经济和自主的支柱,提供随时随地访问应用和数据的机会,使我们的生活和休闲体验更加丰富。

尽管这些设施很重要,但于人们而言,了解甚少。然而,最近人们却关注起数据中心,且对数据中心也有自己的看法。


(资料图)

许多讨论都围绕着数据中心对环境的影响。如在气候危机方面,数据中心不一定有最好的媒体报道,因为其只希望受到大量的关注。

能源消耗,虽然几乎不可能以任何程度的确定性进行量化,但专家估计,数据中心消耗的电力约占全球总发电量的1%。虽然这听起来不太夸张,但想想由剩下的99%驱动的数百万的其他事物呢。

更重要的是,还必须考虑能源的来源。其是化石燃料,还是来自可再生能源?

“制冷”也是一个热门话题,数据中心需要大量的水来保持冷却。然而,由于数据中心规模的差异,很难给出确切的数字。但有一个共识是,一个典型的数据中心每天使用约3-500万加仑的水。这些水通常取自本地水源,也为邻近的社区提供服务。

考虑到温室气体排放、热量浪费和传统设备的处置等因素,公众舆论将数据中心视为不受欢迎的设施也就不足为奇了。

数据中心碳足迹的另一个新兴贡献者是,对数据中心的需求不断增加,尤其是人工智能(AI)的日益普及。

人工智能的计算强度明显高于“传统”的应用。每次使用ChatGPT或Bard等生成式人工智能应用时,所消耗的能量大约是Google上标准搜索查询的50-100倍。此外,训练大型语言模型是资源密集型的,需要消耗多达1,287兆瓦时的电力,并产生超过500吨的碳。

这种对更多功率的需求是多种因素共同作用的结果,例如处理日益复杂的算法和计算的要求、增加的数据存储和访问,以及部署更强大的图形处理单元(GPU)和张量处理单元(TPU),这些都需要更多能量。

如果说,净零数据中心在人工智能革命之前,是遥不可及的,那么现在呢,这一愿望是否不可能实现呢?

能否让数据中心变得清洁、绿色?

多年来,包括Google和Microsoft等巨头在内的企业,一直致力于减少其数据中心对环境的影响。如,Microsoft的“Project Natick”的“登月计划”、Google承诺到2030年实现水资源积极利用。

但是,抛开这些宏大的愿景,我们现在能做些什么吗?

首先,这里有一个技术演进的因素。硬件和软件方面的巨大创新和进步正在不断涌现。这将使服务器变得更加高效、能够更好地节省电力,包括对非关键应用的睡眠状态进行更智能的管理,以及更高的弹性和稳定性,从而消除对污染严重的备用发电机的需求。

另一方面,该行业需要更智能地回收传统或冗余的硬件,考虑到其中保存的敏感数据,这通常具有挑战性。

数据中心设计在减少碳排放方面也发挥着至关重要的作用,这受到内部、外部以及中心位置的影响。应该采用循环方法,使用可持续材料,并确保获得充足的清洁能源和水资源。

来自可再生能源的清洁能源是数据中心实现净零排放的最重要因素。如果能够持续可靠地从电网获取电力,那是再好不过了。但未来数据中心可能拥有自己独立的离网电源,确保纯绿色电力,并减轻对邻近社区供电的任何不利影响。

一些设施已经迈出了大胆的一步,使用燃料电池为设施供电。理想情况下,这些电池将由氢驱动。虽然“绿色氢”还不能大规模应用,但气体动力燃料电池是可以的。根据所使用的气体类型,这还有助于减少温室气体,以及氮氧化物排放和噪音污染……这正是针对市中心场地或住宅周围场地的解决方案。

此外,使用离网电源,对该行业的另一个好处是,这是一种更快实施的解决方案,提供上市速度,因为将中心连接到电网需要时间……而这不是一个以耐心着称的行业!

当谈到保持数据中心冷却时,还需要挑战共识——冷却空气是最好的冷却解决方案吗?

在早期的大型机和超级计算机,例如IBM System 360,液体冷却非常流行,但在随后的几十年中被逐步淘汰。然而,在过去几年中,通过单相和两相浸没式冷却、冷板冷却和后门冷却器,各种形式的冷却重新兴起。

所有这些方法都允许高达98%的热量回收,与此相关的是,从燃料电池中排出热量可以实现更高质量的热量再利用。

请记住,这些热量本质上是浪费,可以重新利用以加热,为城市农业提供能源、甚至添加到区域供暖系统中,并可以在能源转换之前干燥生物质。值得注意的是,与所有行业一样,需要谨慎确保浸入式介质流体不含有任何PFAS(永久)化学物质,这些化学物质可能会污染当地的水和地面。

所以,无论是否有人工智能的压力,这个行业都可以采取一些措施来创建净零数据中心设施。

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