Почему аккумуляторные батареи становятся движущей силой развития искусственного интеллекта

Аккумулятор FIAMM 12FGL42

В центрах обработки данных используются аккумуляторы, чтобы обеспечить работу большего количества систем искусственного интеллекта при том же подключении к сети.

Для большинства проектов по хранению энергии одними из основных целей являются получение платежей за использование мощностей, повышение устойчивости и участие в программах реагирования на изменение спроса. По мере того как бум искусственного интеллекта приводит к резкому росту спроса на электроэнергию, для гиперскейлеров и других крупных потребителей начинает формироваться новая концепция — «вычисления на мегаватт» (Compute Per Megawatt, CPM).

Вместо того чтобы рассматривать периферийные накопители как источник дохода для центров обработки данных, компания CPM рассматривает их как инструмент, который может обеспечить новый уровень вычислений и раскрыть потенциал, несмотря на ограниченный доступ к сети. Аккумулятор фактически выступает в роли рычага для повышения производительности ИТ-систем.

«Хранилище не повышает эффективность отдельных графических процессоров, но устраняет ограничения, которые не позволяют ИТ-специалистам использовать оборудование на полную мощность», — объясняет Алехандро де Диего, аналитик рынка в Modo Energy. Он рассказал, что обычно такие методы, как ограничение энергопотребления и планирование рабочей нагрузки, определяют объем вычислительных ресурсов, которые компания может задействовать в рамках выделенного бюджета на электроэнергию. «Хранилище расширяет этот бюджет».

Отчасти это связано с уникальным профилем нагрузки в центрах обработки данных, где нагрузка на тысячи процессоров может резко возрасти и так же резко снизиться за считаные секунды. По мнению де Диего, именно в управлении энергопотреблением заключается ключевая ценность хранилищ данных для центров обработки данных. Без него подключение проекта к электросети должно соответствовать максимально возможному пиковому значению, чтобы обеспечить бесперебойное энергоснабжение. Это дорого обходится, и коммунальные службы часто не дают разрешения на высокие нагрузки.

«Благодаря аккумулятору, сглаживающему эти скачки, операторы могут эффективно использовать вычислительные мощности, превышающие те, что предусмотрены их контрактом на подключение к сети», — добавил он, хотя это зависит от продолжительности скачков и емкости аккумулятора. На практике это означает, что установка накопителей — это не только способ сэкономить, но и возможность ускорить выход на рынок, поскольку проекты простаивают в очередях на подключение, а все больше гиперскейлеров обращаются к аккумуляторам как к способу пропустить очередь.

«Коммунальные службы сталкиваются с проблемой нехватки электроэнергии в сети и все больше нуждаются в гибких ресурсах, которые могли бы компенсировать резкий рост нагрузки, вызванный внедрением искусственного интеллекта», — сказал Ванни Парк, основатель и генеральный директор стартапа Pado AI, предоставляющего программное обеспечение как услугу. Компания управляет распределенными энергетическими ресурсами для центров обработки данных и пользуется поддержкой LG NOVA. Он объяснил, что, несмотря на то, что очереди на подключение к сети по-прежнему представляют собой проблему, компания получает прибыль, когда может продемонстрировать, что центр обработки данных «адаптирован к работе в сети».

«Выступая в роли балансирующего механизма, мы на самом деле помогаем коммунальным службам справляться с ограничениями, а не усугубляем их», — добавил он.

Тем не менее для внедрения CPM на практике, скорее всего, потребуется управление энергопотреблением на уровне ИТ-инфраструктуры. Исследования, проведенные в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и других организациях, показывают, что при ограничении энергопотребления можно использовать больше процессоров, не выходя за рамки бюджета. Это позволит центру обрабатывать больше задач, связанных с искусственным интеллектом.

«Новизна заключается не в хранилище, а в том, что вычислительные задачи можно намеренно перераспределить таким образом, чтобы их требовалось меньше, но при этом общая производительность увеличивалась», — сказал де Диего. Именно здесь на помощь приходит совместная оптимизация.

Опять же, хранилище выступает в роли «буфера», поскольку управление энергопотреблением на стороне ИТ-инфраструктуры помогает сгладить нагрузку. Благодаря этому в центрах обработки данных можно использовать аккумуляторы меньшего размера и более жесткие ограничения по энергопотреблению. Такое сочетание открывает новые возможности, которые не учитываются в моделях арбитража или оплаты за мощность.

«Это дополнительный доход от вычислений, который становится возможным благодаря хранению данных», — отметил он, добавив, что для оператора это «гораздо больший доход на мегаватт-час». «Ценность аккумулятора теперь определяется не стоимостью электроэнергии в сети, а ценностью вычислений, которые он позволяет выполнять. Это различие полностью меняет инвестиционную привлекательность».

Однако извлечение этой выгоды — совсем другой вопрос. В чем заключается подход Падо? Он пытается разрушить глубоко укоренившиеся барьеры между ИТ-системами и энергетической инфраструктурой.

«Существующие платформы часто рассматривают “белое пространство” (ИТ-нагрузки) и “серое пространство” (оборудование и хранилища) как отдельные изолированные системы», — сказал Парк. Он добавил, что преодоление разрыва между ИТ-инфраструктурой, ориентированной на получение прибыли, и инфраструктурой, ориентированной на снижение затрат, — это путь к превращению центра обработки данных из крупного объекта в гибкий сетевой ресурс. «Хранилище — это “вспомогательный буфер”, который делает возможными вычисления с учетом сетевых ресурсов, [поскольку] позволяет центру обработки данных выступать в роли виртуальной электростанции без риска отключения одной серверной стойки».

Тем не менее для большинства крупных потребителей электроэнергии участие в VPP или доступ к оптовому рынку не имеют особого смысла.

«Если гиперскейлер развернул систему хранения данных, чтобы получить доступ к дополнительным вычислительным мощностям, а в итоге стал получать доход от оптовых рынков, значит, изначальная инвестиционная стратегия провалилась», — сказал де Диего, объяснив, что это связано с тем, что финансовая целесообразность системы определялась ценностью вычислительных ресурсов, которые она обеспечивала, а не ее вкладом в энергосистему. Это не обязательно плохо, но, по его словам, «в тот момент, когда доход от энергосистемы становится основной причиной существования системы хранения данных гиперскейлера, значит, что-то пошло не так с вычислительной частью, ради которой она изначально и создавалась».

В сочетании с нормативными и техническими барьерами, из-за которых дата-центрам сложно участвовать в оптовых торгах и экспортировать, а не импортировать электроэнергию, концепция CPM, вероятно, является одним из наиболее реалистичных способов использования аккумуляторов для создания нового источника дохода для дата-центров.

«При правильной организации [хранилище] — это не просто центр затрат на резервное копирование, — говорит Пак. — Это актив, приносящий доход, который максимизирует стоимость использования [центра обработки данных] и окупается за счет участия в энергетических рынках»