Немножко о прожорливости ЦОДов и «искусственного интеллекта» (Mr.Wolf)

На днях Международное энергетическое агентство выдало «на гора» очередной ежегодный отчет: «Electricity 2024. Analysis and forecast to 2026» (Электричество 2024. Анализ и прогноз до 2026). В общем-то регулярная поделка, обзор текущей ситуации в части преимущественно потребления электроэнергии в мире (с заметным перекосом в сторону участников организации). Однако в этот раз целая глава посвящена потреблению электроэнергии центрами обработки данных и перспективам в этом направлении.

В оглавлении декларируется двукратный рост энергопотребления ЦОДами к 2026 году. Цифры кажутся весьма интересными, стоит поразбираться.

Касательно МЭА: кто они вообще такие? В действительности - некоторая транснациональная консалтинговая структура под крышей Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР). Педевикия вроде как - почти беспристрастно про них пишет, кому интересно - выдержка тут вот (скрыто дабы не мешать). Кстати, никто из БРИКС-2024 в МЭА не входит.

Теперь - к отчету. Весь отчет комментировать не будем, ссылка приведена в источниках, при необходимости можно ознакомиться. Перейдем сразу к разделу про ЦОДы.

Именуется он примерно так: «Глобальные потребности в электроэнергии со стороны ЦОДов к 2026 году могут удвоиться». Поскольку на дворе уже вроде как 2024, такого рода заявления вызывают неподдельный интерес у самых разных читателей. Ибо некий сектор экономики грозится вырасти в два раза всего за пару лет.

По нашим оценкам, центры обработки данных, криптовалюты и искусственный интеллект (ИИ) потребили около 460 ТВтч электроэнергии во всем мире в 2022 году, почти 2% от общего объема мирового производства электроэнергии. Центры обработки данных являются важной частью инфраструктуры, которая поддерживает цифровизацию вместе с энергетической инфраструктурой, которая их питает.

Постоянно растущее количество цифровых данных требует расширения и развития центров обработки данных для их обработки и хранения. Спрос на электроэнергию в центрах обработки данных в основном из двух компонентов, при этом на вычисления (то есть – на работу серверов – прим.ТС) приходится 40% спроса на электроэнергию дата-центр. Потребности систем охлаждения для достижения стабильной работоспособности средств обработки аналогично составляет еще около 40%. Остальные 20% приходятся на другие элементы ЦОД и сопутствующее ИТ-оборудование (системы хранения, системы связи и т.п.).

Ну, то есть ЦОДы (в глобальном плане) уже сегодня едят 2% от потребленного всем миром электричества. И это – без учета всяких рабочих станций, планшетов, ноутбуков.

Будущие тенденции сектора центров обработки данных сложно определить, поскольку технологические достижения и цифровые услуги быстро развиваются. В зависимости от темпа развертывания, ряда улучшений энергоэффективности, а также развития задач искусственного интеллекта и тенденций в области криптовалют, мы ожидаем, что центры обработки данных будут потреблять электроэнергию (включая на традиционные задачи,  на криптовалюты и на задачи искусственного интеллекта) в целом от 620 до 1 050 ТВтч в 2026 г., при базовом сценарии - на уровне чуть более 800 ТВтч – по сравнению с 460 ТВтч в 2022.

Это означает дополнительно от 160 ТВтч до 590 ТВтч потребления электроэнергии в 2026 году по сравнению с 2022 годом, что примерно эквивалентно добавлению еще одной экономики Швеции (при минимуме) или одной экономики Германии (при максимуме).

Ну и картинка.

В общем, рост в два раза – предсказывают не за два, а за 4 года (с 2022 по 2026), но и в два раза – это при базовом сценарии, а там – может быть и полтора, и два с половиной.

Дальше – вроде как немного подробнее и интереснее.

В настоящее время в мире насчитывается более 8 000 центров обработки данных, из которых около 33% расположены в США, 16% в Европе и около 10% в Китае. (судя по всему, проценты касаются количества объектов, а не энергопотребления - видно из дальнейших выкладок - прим. ТС)

Ожидается, что в ближайшие годы потребление электроэнергии в центрах обработки данных США будет расти быстрыми темпами, увеличившись примерно с 200 ТВтч в 2022 году (~ 4% спроса на электроэнергию в США) до почти 260 ТВтч в 2026 году, что составит 6% общего спроса на электроэнергию. .

Рост будет обусловлен более широким внедрением сетей 5G и облачных услуг, а также предлагаемыми налоговыми льготами.

Государственный исследовательский институт сетевой энергетики Китая (China's State Grid Energy Research Institute) ожидает, что спрос на электроэнергию в секторе центров обработки данных страны удвоится до 400 ТВтч к 2030 году по сравнению с 2020 годом.

Мы прогнозируем, что к 2026 году потребление электроэнергии в центрах обработки данных в Китае достигнет около 300 ТВтч. В настоящее время изменяются правила и требования, что позволит продвигать устойчивые практики в текущих и будущих центрах обработки данных, чтобы привести их в соответствие со стратегиями декарбонизации.

Ожидается, что основным источником роста центров обработки данных станет быстрое расширение сетей 5G и Интернета вещей (IoT).

 В Европейском Союзе потребление электроэнергии в центрах обработки данных оценивается чуть ниже 100 ТВтч в 2022 году, что составляет почти 4% от общего спроса на электроэнергию в ЕС. В 2022 году в Европе работало около 1240 центров обработки данных, большинство из которых были сосредоточены в финансовых центрах Франкфурта, Лондона, Амстердама, Парижа и Дублина.

Учитывая запланированное значительное количество дополнительных центров обработки данных, а также новые развертывания, которые, как ожидается, будут реализованы в ближайшие годы, мы прогнозируем, что потребление электроэнергии в секторе центров обработки данных в Европейском Союзе достигнет почти 150 ТВтч к 2026 году.

Таким образом, сегодня в штатах 4% электроэнергии съедают ЦОДы, в евросоюзе – тоже 4%. Китай заявлял что общий объем потребления в 2020 году был 7500 ТВтч, соответственно 200 ТВтч составляли порядка 2,7%. Такие вот они, ЦОДики.

Но еще интереснее ситуация в ряде небольших стран, сделавших ставку именно на развитие ЦОДов на своей территории.

Ирландия.

Отрасль центров обработки данных в Ирландии быстро развивается в связи с новыми правилами и инициативами, и потребление электроэнергии растет вместе с ней. Спрос на электроэнергию со стороны центров обработки данных в Ирландии в 2022 году составил 5,3 ТВтч, что составляет 17% от общего объема потребляемой электроэнергии в стране. Это эквивалентно количеству электроэнергии, потребляемой городскими жилыми домами.

Прогнозируется, что центры обработки данных Ирландии удвоят потребление электроэнергии к 2026 году, поскольку приложения искусственного интеллекта быстро проникают на рынок. Таким образом, доля этого сектора в 2026 году достигнет 32% от общего спроса на электроэнергию в стране. Ожидается, что в ближайшие годы количество центров обработки данных в Ирландии, составляющее в настоящее время 82, вырастет на 65%: 14 центров обработки данных находятся в стадии строительства, а 40 утверждены к началу этапа строительства.

Для справки: в Ирландии одна из самых низких ставок корпоративного налога в Европейском Союзе (12,5%), что является преимуществом для расширения сектора в стране. При этом, в прочих европейских странах ОЭСР средняя ставка корпоративного налога составляет 21,5%.

Судя по всему, это - явная заявка на лидерство. Иметь по факту 17% электропотребления ЦОДами и уверенно двигаться в сторону 32% - решение более чем серьезное.

Быстрое расширение сектора центров обработки данных и повышенный спрос на электроэнергию могут создать проблемы для электроэнергетической системы. Чтобы обеспечить стабильность и надежность системы, Ирландская комиссия по регулированию коммунальных услуг опубликовала в конце 2021 года свое решение о новых требованиях, применимых к новым и текущим заявкам на подключение к сети центров обработки данных, с тремя критериями оценки, позволяющими определить, может ли быть сделано предложение о подключении.

• Во-первых, расположение центра обработки данных с учетом того, находятся ли они в ограниченной области электроэнергетической системы.
• Во-вторых, способность центра обработки данных обеспечить локальную диспетчерскую генерацию и/или эквивалент хранения, по крайней мере, в соответствии с их потребностями.
• В-третьих, способность дата-центра обеспечивать гибкость в своих требованиях, сокращая их по запросу системного оператора. Что касается третьего пункта, операторы центров обработки данных, предлагающие свои серверы в аренду, должны будут обновить свои контракты, чтобы отразить новые правила.

Касательно первого требования – ну да, нормально: сначала следует поинтересоваться имеются ли свободные мощности – а уж потом строить ЦОД.

Второе требований – оно ведь про что? Про то, что случай чего – «сеть тебя кинет», и надо иметь собственные источники генерации. Хм…

А третье требование – вообще сказочное: ЦОД должен изменять потребление по указанию сетевого оператора. Уши ветряков, в общем, торчат однозначно.

Немножко про другие страны - не столь интересно, поэтому скроем.

Ну и, наконец - про ИИ и крипту.