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人工智能革命会终结净零数据中心吗?

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。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。