您是否知道，單個 ChatGPT 查詢消耗的能量是 Google 搜索的 10 倍以上？如果您知道，那么包括國家電網(wǎng)首席執(zhí)行官 John Pettigrew 在內的有影響力的人物倡導改革以減輕英國電力基礎設施的壓力以支持人工智能的發(fā)展也就不足為奇了。
與此同時，環(huán)境法規(guī)迫使數(shù)據(jù)中心將能源消耗降至最低，這迫使他們尋找更可持續(xù)地為人工智能創(chuàng)新提供動力的解決方案。目前，各設施正在研究可再生能源的潛力，以解決降低電網(wǎng)負荷和減少碳排放的挑戰(zhàn)。然而，引入太陽能和風能等其他能源非常復雜，需要仔細規(guī)劃和實施。幸運的是，有一個解決方案可以提供幫助。
在進行重大改造之前，設施可以使用數(shù)字孿生來支持其設計和運營。這些物理數(shù)據(jù)中心的虛擬副本可以根據(jù)新能源解決方案模擬設計，以確保其兼容性和效率，然后再將其應用于實際設施。在我們進一步深入探討數(shù)字孿生的前景之前，了解為什么在日益由人工智能主導的社會中我們需要它們至關重要。
迫在眉睫的容量危機
數(shù)據(jù)中心已經面臨巨大的容量壓力。人工智能的快速發(fā)展加劇了這一問題，世邦魏理仕的數(shù)據(jù)顯示，2023 年歐洲五大市場的數(shù)據(jù)中心需求(511MW)超過了供應(467MW)。此外，表明數(shù)據(jù)中心能源使用效率 (PUE) 分數(shù)停滯不前。雖然一些一流的數(shù)據(jù)中心得分為 1.1，但許多分數(shù)現(xiàn)在鎖定在 1.5。在某些情況下，這相當于驚人的五倍能源浪費。
由于算法需要大量的存儲和處理能力，人工智能只會加劇這些挑戰(zhàn)。預計未來幾年這一需求將飆升，預計的 GW 增長大部分歸因于人工智能。隨著人工智能繼續(xù)呈指數(shù)級增長，這些數(shù)字只會增加。
維持數(shù)據(jù)中心有效供電所需的能源供應并不簡單。世界各地的人們都親眼目睹了容量需求如何影響電網(wǎng)。例如，2017 年和 2019 年加州發(fā)生過停電，美國部分地區(qū)最近發(fā)出警告，稱人工智能可能導致能源需求激增，從而導致電力中斷。這引起了人們對維持穩(wěn)定電網(wǎng)和能源供應的難度的更多關注。然而，困難還不止于此。
可持續(xù)發(fā)展故事
耗能的數(shù)據(jù)中心容納著復雜的設備，這些設備需要持續(xù)為服務器、存儲、網(wǎng)絡等提供能源。然而，這并不是設施大規(guī)模消耗的唯一資源。平均每個數(shù)據(jù)中心每天使用 300-500 萬加侖的水——這相當于一個擁有 50,000 人的城市的用水量。公眾對設施的興趣因此而增長，尤其是當能源需求不斷增長時?，F(xiàn)在，隨著地方政府、人民和議會的反對聲越來越大，新數(shù)據(jù)中心的計劃被公開否決。
立法者和監(jiān)管機構也在密切監(jiān)控數(shù)據(jù)中心。法規(guī)的變化意味著依賴數(shù)據(jù)中心的公司將不再能夠將其排放轉移到供應鏈下游。例如，《能源效率指令》(EED)和《企業(yè)可持續(xù)發(fā)展報告指令》(CSRD)將要求大公司直接和間接報告其碳排放情況。
更為復雜的是，設施意識到使用傳統(tǒng)能源可能會限制其可持續(xù)性，但它們仍需要為 AI 提供動力。因此，高管們正在尋找能夠同時滿足 AI 期望和環(huán)境、社會和治理 (ESG) 目標的解決方案?？稍偕茉词且粋€不錯的選擇。
新加坡、荷蘭和愛爾蘭等國家已經在積極尋找替代能源來為數(shù)據(jù)中心供電。通過使用太陽能、風能和其他可再生能源，數(shù)據(jù)中心將減少碳排放和停電的可能性。
可再生能源還可能減少公眾和地方政府對即將建設的數(shù)據(jù)中心的抵制，使項目審批更加容易。然而，最重要的是，確?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)中心盡可能有效地利用所有傳統(tǒng)和可再生能源應該是設施經理的首要目標。
使用數(shù)字孿生實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展
許多現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心管理人員都力求滿足可持續(xù)發(fā)展標準、遵守監(jiān)管要求并滿足人工智能日益增長的電力需求。這就是數(shù)字孿生的諸多優(yōu)勢發(fā)揮作用的地方。
首先，與人工智能技術相關的更高功率密度尤其必須有效且高效地冷卻。數(shù)字孿生可用于評估向環(huán)境中散熱的有效性以及白色空間中冷卻供應的效率。這對于防止不斷增長的功率密度破壞免費冷卻技術以及隨之而來的能源消耗爆炸式增長是必要的。
另一個好處是，數(shù)字孿生對于在更廣泛的數(shù)據(jù)中心運營中充分發(fā)揮可再生能源的潛力至關重要。數(shù)據(jù)中心管理人員可以使用數(shù)字孿生確定最適合其特定需求的配置。這些模型可以通過考慮冷卻策略和資源分配來動態(tài)調整以適應能源的變化。通過采用這種策略，設施可以最大限度地減少對環(huán)境的影響并優(yōu)化其對可再生能源的使用。
最后，數(shù)字孿生能夠持續(xù)監(jiān)控整個設施的資源利用率。將傳感器和數(shù)據(jù)收集機制與數(shù)字孿生相結合，運營商能夠實時評估各種組件的性能，例如冷卻效率、功耗和網(wǎng)絡帶寬。
可以分析這些見解以識別能源問題，進而解決資源分配或閑置容量問題。這些優(yōu)勢使運營更加環(huán)保，并可以產生令人滿意的 PUE 分數(shù)或其他指標，這些指標更適合液體冷卻和混合系統(tǒng)。有了這些優(yōu)勢，運營商可以放心地研究可再生能源的整合。
安全地推動人工智能的采用
如果要更可持續(xù)地為人工智能提供動力，那么在人工智能發(fā)展之后，僅僅依賴傳統(tǒng)能源是行不通的。然而，數(shù)字孿生可以指導領導者完成這一旅程，使他們能夠優(yōu)化整個設施的資源利用率并顯著節(jié)省能源。
這減少了能源需求的壓力，同時提供了對環(huán)境影響的清晰視圖。采用數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)中心將能夠更好地應對人工智能的挑戰(zhàn)，并打開通往更可持續(xù)的數(shù)字化未來的大門。
