Бум ШІ виявив слабке місце дата-центрів: навантаження прискорює зношення електрообладнання

Різкі коливання енергоспоживання у дата-центрах для штучного інтелекту створюють надмірне навантаження на критично важливе обладнання. Акумулятори, генератори, турбіни та системи охолодження виходять із ладу або зношуються значно швидше, ніж передбачалося. Проблема пов'язана з особливостями навчання моделей ШІ.

Сотні тисяч графічних процесорів одночасно вмикаються та знижують навантаження з інтервалами у мілісекунди, спричиняючи різкі стрибки споживання електроенергії. Потужність таких коливань може бути порівнянною зі споживанням заводів, міст або навіть великих агломерацій. Дата-центр на один гігават споживає приблизно стільки ж електроенергії, як місто розміром із Бостон, при цьому половина навантаження може з'являтися та зникати кожні кілька секунд.

У певні моменти споживання може на 50% перевищувати проєктну потужність. Наприклад, комплекс, розрахований на один гігават, протягом частки секунди може потребувати 1,5 гігавата. Більшість енергетичного обладнання не розрахована на настільки швидкі переходи.

Опитані Bloomberg фахівці розповіли про поломки деталей газових генераторів, тріщини в турбінах та прискорене зношення акумуляторних систем. Зокрема, тріщини зафіксували в газових турбінах обчислювального комплексу xAI Colossus у Мемфісі. Для стабілізації навантаження до системи довелося додати акумулятори.

Аналогічні пошкодження турбін виникали й у менших дата-центрах у Великій Британії. Акумулятори, встановлені для згладжування стрибків споживання, у деяких випадках доводилося міняти вже через кілька тижнів або місяців. Тріщини та зношення обладнання також підвищують ризик електричної дуги, здатної пошкодити дорогі процесори для ШІ.

Технічні проблеми вже затримують запуск нових комплексів. Початок постачання електроенергії для запланованого AI-центру потужністю 2,67 гігавата в Західному Техасі перенесли з 2027 на 2028 рік, щоб передбачити додатковий час на проєктування енергосистеми. Головні фінансові втрати виникають не через вартість заміни окремого генератора або акумулятора, а через простій обчислювальних потужностей.

Залежно від типу комплексу та виконуваних завдань одна хвилина зупинки може коштувати від кількох тисяч до сотень тисяч доларів. Дата-центри проєктують для безперервної роботи протягом усього року. Проте частина AI-комплексів фактично працює лише близько 80% часу, що протягом наступних 12-24 місяців може позначитися на доходах інвесторів.

Коливання створюють загрозу і для загальних електромереж. Американський регулятор NERC перевірив дата-центри сумарною потужністю понад 33 гігавати та встановив, що приблизно три чверті моделей їхнього навантаження не відображають реальної динаміки споживання. Для стабілізації енергопостачання розробники використовують акумулятори, конденсатори, трансформатори та маховики.

Nvidia також працює з енергетичними фахівцями над адаптацією дата-центрів до нових поколінь процесорів, однак перебудова інфраструктури збільшить вартість AI-проєктів. За матеріалами: Bloomberg