مدلهای هوش مصنوعی، شبکه برق جهان را تا مرز فروپاشی برد
به گزارش پایگاه خبری پایداری ملی به نقل از خبرگزاری فارس؛ در پی افزایش بیسابقه و جهشوار مصرف انرژی در ابررایانههای هوش مصنوعی، بزرگترین غولهای فناوری جهان شامل آمازون، مایکروسافت، گوگل و متا، استراتژی انرژی خود را تغییر دادهاند.
این شرکتها با امضای قراردادهای دهها میلیارد دلاری، اتصال مستقیم دیتا سنترهای هوش مصنوعی به «راکتورهای کوچک مدولار» (Small Modular Reactors - SMR) و نیروگاههای هستهای بازسازیشده را آغاز کردهاند.
نیاز روزافزون مدلهای زبانی بزرگ و زیرساختهای پردازش عمیق به برق ۲۴ ساعته و بدون نوسان، شبکههای سراسری برق را در ایالات متحده و اروپا با بحران شدید ظرفیت مواجه کرده بود. این چالش باعث شد تا شرکتها به سمت ساخت اتمیترین ابردیتا سنترهای تاریخ حرکت کنند.
پیوند میان فیزیک هستهای و هوش مصنوعی، نهتنها معادله تأمین انرژی دنیای دیجیتال را بازنویسی میکند، بلکه بازار انرژیهای پاک و صنعت
ساختوساز نیروگاهی را پس از دههها رکود زنده کرده است. جزئیات فنی، اقتصادی و ابعاد بینالمللی این تحول بزرگ را در ادامه بخوانید.
اشتای بیپایان الگوریتمها شبکه برق سراسری را تا مرز بحران برد
طی سه سال گذشته، آموزش و اجرای مدلهای پیشرفته هوش مصنوعی نیازمند تراشههای پرمصرفی بوده است که فشار بیسابقهای به زیرساختهای توزیع برق وارد کردهاند.
یک دیتا سنتر استاندارد قدیمی به حدود ۳۲ مگاوات توان الکتریکی نیاز داشت، در حالی که مجتمعهای پردازشی جدید ویژه هوش مصنوعی حداقل به ۸۰ تا ۱۰۰ مگاوات برق نیازمندند؛ حسابی که معادل مصرف ماهانه بیش از ۱۰۰ هزار خانه مسکونی است. گزارشهای آژانس بینالمللی انرژی نشان میدهد که میزان برق مصرفی دیتا سنترها در سطح جهان تا سال ۲۰۳۰ بیش از دو برابر خواهد شد.
محدودیت اصلی انرژیهای تجدیدپذیر مانند خورشید و باد، عدم پایداری ۲۴ ساعته و وابستگی آنها به شرایط جوی است. از سوی دیگر، دریافت مجوزهای اتصال به شبکه سراسری برای نیروگاههای تجدیدپذیر جدید گاهی تا یک دهه زمان میبرد.
ابرشرکتهای فناوری دریافتند که برای زنده نگهداشتن سرورهای هوش مصنوعی و جلوگیری از توقف پردازشها، نیازمند یک منبع انرژی خستگیناپذیر، عاری از کربن و کاملاً مستقل از خطوط انتقال شهری هستند؛ منبعی که گزینهای جز انرژی هستهای پیش روی آنها باقی نگذاشت.
راکتورهای کوچک مدولار جایگزین نیروگاههای عظیم سنتی شدند
پاسخ صنعت هستهای به نیاز فوری شرکتهای فناوری، توسعه و بهکارگیری فناوری «راکتورهای کوچک مدولار» بوده است. این راکتورهای نسل جدید برخلاف نیروگاههای هستهای غولپیکر گذشته، ابعادی بسیار کوچکتر دارند و میتوان آنها را در کارخانهها بهصورت پیشساخته تولید و سپس به محل احداث دیتا سنتر منتقل کرد.
یک مجتمع کامل راکتور کوچک مدولار بهطور متوسط تنها به حدود ۵۰ اکره (حدود ۲۰ هکتار) زمین نیاز دارد، در حالی که یک مزرعه خورشیدی برای تولید همان میزان برق محتاج صدها هکتار زمین پهناور است. ویژگی کلیدی این راکتورها، ایمنی غیرفعال (Passive Safety) و توانایی تولید ۵۰ تا ۳۰۰ مگاوات برق بهصورت کاملاً مستقل از شبکه سراسری است.
سیستمهای ایمنی جدید بهگونهای طراحی شدهاند که در صورت بروز حادثه یا قطعی کامل جریان، بدون نیاز به اپراتور انسانی یا برق اضطراری و صرفاً بر اساس قوانین فیزیک (مانند جابهجایی طبیعی گرما و جاذبه)، بهطور خودکار خاموش و خنک میشوند. علاوه بر این، بازه زمانی سوختگیری این راکتورها بین ۳ تا ۷ سال است که تداوم عملیات پردازش هوش مصنوعی را بدون کوچکترین وقفهای تضمین میکند.
غولهای فناوری دهها میلیارد دلار وارد بازار انرژی اتمی کردند
رقابت برای تصاحب ظرفیتهای اتمی در میان غولهای فناوری به یک نبرد تمامعیار تبدیل شده است:
آمازون (AWS): با امضای یک قرارداد ۲۹ میلیارد دلاری و خرید مستقیم یک مرکز داده در جوار نیروگاه هستهای سسکوهنا در پنسلوانیا، ساخت مجتمعهای پردازشی متصل به نیروگاه و توسعه پروژههای راکتور کوچک مدولار را کلید زد.
مایکروسافت (Microsoft): توافقی ۲۰ ساله به ارزش ۱.۶ میلیارد دلار با شرکت «کانستلیشن انرژی» (Constellation Energy) به امضا رساند تا یکی از واحدهای نیروگاه تاریخی «تری مایل آیلند» را بازسازی کرده و برق آن را بهطور اختصاصی به دیتا سنترهای خود هدایت کند.
گوگل (Google): قراردادی بلندمدت با شرکت «کایروس پاور» منعقد کرده است تا نخستین سری از ۷ راکتور کوچک مدولار این شرکت، برق دیتا سنترهای هوش مصنوعی گوگل را تأمین کنند.
متا (Meta): توافقنامهای عظیم برای تأمین ۶.۶ گیگاوات برق اتمی با همکاری شرکتهای «تراپاور» (TerraPower - متعلق به بیل گیتس) و «اوکلو» (Oklo) به ثبت رساند تا بزرگترین پردیس پردازش اتمی تاریخ را در ایالت اوهایو بنا کند.
خنکسازی یکپارچه بحران حرارتی ابررایانهها را برطرف کرد
بزرگترین چالش در طراحی دیتا سنترهای هوش مصنوعی پس از تأمین برق، مسئله «دفع حرارت فوقالعاده زیاد تراشهها» است. پروژههای جدید طراحیشده برای نیروگاههای اتمی کوچک، از معماری خنکسازی یکپارچه استفاده میکنند. در این ساختار، گرمای تلفشده حاصل از فرآیند تولید برق اتمی یا خروجی پردازندهها، از طریق سیستمهای بازیافت حرارتی برای راهاندازی چیلرهای جذبی و خنککننده مایع (Liquid Cooling) خودکار استفاده میشود.
این همافزایی فنی باعث شده تا مصرف آب و انرژی برای خنک نگه داشتن سرورها تا ۵۰ درصد کاهش یابد. ساخت سیستمهای دوکاره که همزمان برق و خنکسازی را در یک چرخه بسته فراهم میکنند، بازده کلی انرژی در دیتا سنترهای نسل جدید را به بالاترین سطح ممکن در تاریخ صنعت فناوری رسانده است.
چالشهای رگولاتوری و تامین سوخت خطوط تولید را کند میکنند
با وجود چشمانداز اقتصادی شگفتانگیز، توسعه دیتا سنترهای متصل به راکتورهای کوچک با موانع ساختاری سنگینی دستوپنجه نرم میکند. نخستین مانع، فرایند طولانی اخذ مجوزهای ایمنی از سازمانهای نظارت بر انرژی اتمی (مانند NRC در آمریکا) است که بررسی دقیق مدارک آن ممکن است چندین سال به طول بینجامد.
چالش دوم، تأمین سوخت اورانیوم غنیشده با غلظت بالا (HALEU) است که اکثر راکتورهای مدرن کوچک برای کارکرد به آن نیاز دارند. زنجیره تأمین این سوخت خاص در سطح جهان محدود است و تا زمان گسترش کارخانههای غنیسازی داخلی، تولید انبوه راکتورها با محدودیت مواجه خواهد بود. چالش سوم نیز کمبود شدید نیروی انسانی متخصص و مهندسان هستهای برای ساخت و نگهداری صدها راکتور جدید در سراسر جهان است.