Các kỹ thuật làm mát sáng tạo đang giải quyết các chi phí gia tăng của nhu cầu năng lượng của AI

Từ chối sức nóng: Các kỹ thuật làm mát sáng tạo như thế nào đang giải quyết các chi phí tăng của nhu cầu năng lượng của AI

Khi các doanh nghiệp tăng tốc các khoản đầu tư AI của họ, nhu cầu năng lượng của các hệ thống đói điện của AI đang khiến cả hai tổ chức phải đưa ra các hóa đơn điện cũng như những người được giao nhiệm vụ cung cấp điện đáng tin cậy. Từ các mô hình ngôn ngữ lớn đến các cặp song sinh kỹ thuật số khủng hoảng các bộ dữ liệu lớn để chạy các mô phỏng chính xác trên các hệ thống thành phố phức tạp, khối lượng công việc AI đòi hỏi một lượng công suất xử lý rất lớn.

Tất nhiên, trung tâm của nhu cầu này là các trung tâm dữ liệu, đang phát triển với tốc độ chóng mặt để hỗ trợ tiềm năng ngày càng tăng của AI. Báo cáo AI và Năng lượng đặc biệt của Cơ quan Năng lượng Quốc tế gần đây đã dự đoán rằng mức tiêu thụ điện của trung tâm dữ liệu sẽ tăng gấp đôi vào năm 2030, xác định AI là động lực quan trọng nhất của sự gia tăng này.1

Các nhà lãnh đạo CNTT kiểm tra các dự đoán đáng kinh ngạc này là không phù hợp với việc cải thiện hiệu quả của các hệ thống mạnh mẽ này. Tuy nhiên, việc thiếu chuyên môn trong việc điều hướng các hệ thống phức tạp này, kết hợp với sự nhanh chóng của sự phát triển sáng tạo, đang khiến những người đứng đầu quay cuồng. Mặc dù các tổ chức hiểu biết đang xem xét hiệu quả làm bánh vào các dự án CNTT ngay từ đầu và đang tìm kiếm toàn bộ vòng đời AI để có cơ hội giảm thiểu tác động, nhiều người không biết bắt đầu hoặc đang để lại hiệu quả trên bàn. Hầu hết đang sử dụng đúng mức độ hiệu quả CNTT có thể được kéo để giảm dấu chân môi trường của CNTT, chẳng hạn như sử dụng các ngôn ngữ phần mềm tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa việc sử dụng dữ liệu để đảm bảo hiệu quả dữ liệu tối đa của khối lượng công việc AI. Trong số các đổi mới cơ sở hạ tầng, một trong những tiến bộ thú vị nhất mà chúng ta đang thấy trong các trung tâm dữ liệu là làm mát trực tiếp chất lỏng (DLC). Bởi vì các hệ thống đang chạy khối lượng công việc AI đang tạo ra nhiều nhiệt hơn, việc làm mát không khí truyền thống chỉ đơn giản là không đủ để theo kịp nhu cầu của các Superchips trong các hệ thống mới nhất.

Công nghệ DLC bơm chất làm mát chất lỏng thông qua các ống tiếp xúc trực tiếp với các bộ xử lý để tiêu tan nhiệt và đã được chứng minh là giữ cho các hệ thống AI công suất cao chạy an toàn. Chuyển sang DLC ​​đã có tác động có thể đo lường và biến đổi trên nhiều môi trường, cho thấy mức giảm mức tiêu thụ năng lượng làm mát gần 90% so với làm mát không khí trong các hệ thống siêu máy tính2.

Rất may, lợi ích của DLC hiện cũng đang mở rộng ra ngoài các siêu máy tính để đạt được phạm vi rộng hơn các máy chủ hiệu suất cao hơn hỗ trợ cả khối lượng công việc của siêu máy tính và AI. Việc chuyển DLC từ một sản phẩm thích hợp sang một tùy chọn chính thống hơn có sẵn trên nhiều hệ thống tính toán đang cho phép nhiều tổ chức khai thác vào mức tăng hiệu quả của DLC, trong một số trường hợp đã được chứng minh là cung cấp tới 65% tiết kiệm năng lượng hàng năm3. Kết hợp loại đổi mới làm mát này với các công cụ giám sát sử dụng điện mới và được cải tiến, có thể báo cáo những hiểu biết chính xác và kịp thời, đang trở nên quan trọng đối với các nhóm CNTT muốn tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng của họ. Tất cả điều này là một sự tiến hóa đáng hoan nghênh cho các tổ chức vật lộn với chi phí năng lượng tăng lên và đang xem xét cẩn thận tổng chi phí sở hữu (TCO) của các hệ thống CNTT của họ và là một lĩnh vực đổi mới để theo dõi trong những năm tới.

Ở Úc, loại đổi mới kỹ thuật này đặc biệt kịp thời. Vào tháng 3 năm 2024, Thượng viện Úc đã thành lập Ủy ban Chọn về việc áp dụng Trí tuệ nhân tạo để kiểm tra các cơ hội và tác động của các công nghệ AI4. Trong số những phát hiện của nó và các bài dự thi của chuyên gia là một mối quan tâm rõ ràng về cường độ năng lượng của cơ sở hạ tầng AI. Ủy ban kết luận rằng chính phủ Úc hợp pháp hóa sự rõ ràng về quy định, tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng lớn hơn và tăng đầu tư vào các giải pháp năng lượng tái tạo. Đối với tính bền vững của AI để thành công, nó phải được thúc đẩy bởi chính sách để thiết lập các tiêu chuẩn có thể hành động, sau đó thúc đẩy các giải pháp sáng tạo.

Các giải pháp cơ sở hạ tầng như DLC sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc thực hiện điều này-không chỉ trong việc giảm khí thải và giải quyết thách thức tiêu thụ năng lượng, mà còn trong việc hỗ trợ khả năng tồn tại lâu dài của sự phát triển AI giữa các lĩnh vực. Chúng ta đã thấy phương pháp này thành công trong thế giới thực. Ví dụ, Trung tâm Siêu máy tính Pawsey ở Tây Úc đã áp dụng công nghệ DLC để hỗ trợ khối lượng công việc nghiên cứu đòi hỏi của mình và, khi làm như vậy, đã giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng trong khi duy trì hiệu suất cao cần thiết cho AI và điện toán khoa học. Đó là một ví dụ mạnh mẽ về cách các trung tâm dữ liệu AI có thể mở rộng quy mô bền vững – và điện báo là một kế hoạch chi tiết có thể hành động để người khác làm theo.

Hơn nữa, các nhà lãnh đạo trong ngành đang thay đổi cách họ xử lý nhiệt được tạo ra bởi các hệ thống điện toán lớn này để tăng hiệu quả hơn trong AI. Sử dụng thành công nhiệt từ các trung tâm dữ liệu cho các mục đích sử dụng khác sẽ là một thành phần quan trọng để giảm thiểu rủi ro an ninh năng lượng tổng thể và những thách thức hiệu quả mà AI đưa ra. Các trung tâm dữ liệu đang được thiết kế lại để thu nhiệt sản phẩm phụ và sử dụng nó như một nguồn tài nguyên có giá trị, thay vì xử lý nó như là nhiệt thải. Một số ngành công nghiệp đã được hưởng lợi từ việc nắm bắt nhiệt trung tâm dữ liệu, chẳng hạn như trong nông nghiệp cho nhà kính, hoặc các tòa nhà sưởi ấm trong các cơ sở chăm sóc sức khỏe và dân cư. Điều này đã được triển khai thành công ở Anh với siêu máy tính Isambard-AI và ở Phần Lan với Super Computer-thiết lập thanh cho AI bền vững tốt nhất trên toàn cầu.

Thông điệp rất rõ ràng: khi AI trở thành một phần lớn hơn của các dự án chuyển đổi kỹ thuật số, do đó, việc xem xét các giải pháp hiệu quả tài nguyên sẽ phát triển. Các cân nhắc về tính bền vững của AI phải được đưa vào từng giai đoạn của vòng đời AI, với các giải pháp như DLC đóng một phần trong bản thiết kế bền vững của nó.

Bằng cách làm việc cùng với các chính phủ để thiết lập các khung và điểm chuẩn môi trường hiệu quả và có thể hành động, chúng tôi có thể khuyến khích sự phát triển và phát triển của ngành công nghiệp AI, thúc đẩy sự đổi mới năng động trong các giải pháp và thiết kế trung tâm dữ liệu vì lợi ích của tất cả.

Tín dụng hình ảnh: istock.com/dragon móng vuốt

1. AI được thiết lập để thúc đẩy nhu cầu điện tăng từ các trung tâm dữ liệu trong khi mang lại tiềm năng để biến đổi cách thức hoạt động của ngành năng lượng – tin tức – IEA
2. https://www.hpe.com/us/en/newsroom/blog-post/2024/08/liquid-cooling-a-cool-approach-for-ai.html
3. HPE giới thiệu các máy chủ proliant thế hệ tiếp theo được thiết kế cho bảo mật nâng cao, tự động hóa AI và hiệu suất lớn hơn
4. https://www.aph.gov.au/parliamentary_business/committees/senate/adopting_artificial_intellect_ai