Компания Google опубликовала ежегодный доклад Environmental Report о влиянии своего бизнеса на окружающую среду, а также о том, как ИИ в её облачных сервисах используется для минимизации экологического ущерба. Хотя ИИ помогает решить некоторые задачи, как сообщает The Register, его применение имеет и негативные последствия, да и в целом показатели экоустойчивости Google весьма неоднозначные.

Доклад Google по итогам 2022 года, в частности, рассказывает о том, в какой мере ИИ помогает клиентам компании снизить ущерб окружающей среде, оптимизируя работу облачных сервисов, и о достижениях самой компании, связанных с использованием безуглеродной энергии, отчётность по которой теперь учитывает работу офисов и сторонних дата-центров.

Источник изображения: Marcin Jozwiak/unsplash.com

Например, применяемый в Google Maps ИИ оптимизирует маршрута, снижая уровень потребления топлива или расход заряда тяговых АКБ. Эта функция позволила с момента запуска предотвратить углеродный выброс объёмом 1,2 млн тонн — столько за год генерируют 250 тыс. машин с ДВС. А термостаты Nest за 10 лет избавили от планету от 36 млн тонн выбросов. Впрочем, несмотря на декларируемые цели, доля «безуглеродной» энергии в потреблении компании снизилась в 2022 году с 66 до 64 %, а выбросы парниковых газов уровня Scope 2 выросли на 37 %.

При этом ИИ помог снизить негативный эффект от использования самих ИИ-моделей, оптимизировав нагрузки в ЦОД. В Google утверждают, что сделали свои дата-центры одними из самых эффективных в мире. Заодно Google помогает клиентам принимать решения для снижения выбросов и устранения климатических рисков. Так, функция Active Assist в Google Cloud использует машинное обучение для выявления потенциально бесполезных нагрузок, благодаря чему можно не только сократить углеродный выброс, но и сэкономить деньги.

Есть и значимые недостатки использования ИИ. Рост масштабов использования ИИ сам по себе ведёт к росту энергопотребления, увеличению углеродного выброса, а также объёма задач, которые необходимо выполнять в ЦОД. Впрочем, по данным Google, использование проверенных технологий позволило компании снизить расход энергии на тренировку моделей до 100 раз и выбросы — до 1000 раз. В дальнейшем компания планирует повысить эффективность этих методов.

Источник изображения: Guillaume de Germain/unsplash.com

Речь в докладе идёт и о других темах — в частности, компания сообщает, что к концу 2022 года её проекты помогли «восстановить» чуть больше 1 млн м³ воды. Всего Google потребила 21,2 млн м³. В будущем она намерена компенсировать 120 % от использованной пресной воды. Впрочем, пока результаты не впечатляют, поскольку «безвозвратное» потребление воды выросло в 2022 году на 22 % год к году. Ранее выяснилось, что только на один ЦОД Google в Орегоне приходится четверть объёма потребления питьевой воды американского городка.

Все выбросы Scope 1, 2 и 3 составили более 11 млн тонн в 2021 году и более 10 млн тонн в 2022. Для достижения нулевого выброса Google намерена покупать «углеродные кредиты» и ограничить доступными средствами выбросы Scope 3, за которые отвечают партнёры компании. Впрочем, как отмечает The Register, при расчёте ограничений выбросов Scope 3 компания учитывает далеко не все категории, какие следовало бы.

В апреле 2023 года Hyperion Research при поддержке Dell, Intel и NVIDIA провела опрос относительно экологической устойчивости высокопроизводительных вычислений (HPC). В опросе приняли участие менеджеры и руководители ЦОД HPC и провайдеров облачных услуг (CSP), а также учёные, исследователи и инженеры.

По словам Жаклин Лудема (Jaclyn Ludema), ведущего аналитика по устойчивому развитию Hyperion Research, исследование свидетельствует о значительном повышении важности показателей экоустойчивости и энергоэффективности в списках приоритетов для многих планов закупок, уступающих лишь показателю производительности, и обладающих даже более высоким приоритетом, чем цена.

Согласно опросу, 57 % респондентов нацелены на то, чтобы выполнить больше работ с меньшими затратами энергии. По мере роста числа рабочих нагрузок, связанных с искусственным интеллектом (ИИ), машинным обучением (ML) и высокопроизводительным анализом данных (HPDA) стремление к расширению вычислительных возможностей сталкивается с увеличением затрат на энергию. 55 % респондентов, включая промышленный сектор, госучреждения и научные организации, отметили, что затраты на электроэнергию влияют на уровень инвестиций в новые системы HPC.

Источник изображения: Hyperion Research

О непомерно высоких затратах на электроэнергию сообщили 33 % участников опроса. Вместем с тем 48 % респондентов назвали экологические, социальные и управленческие цели (ESG) важными именно в контексте экологически устойчивого развития, а не только в контексте затрат. Впрочем, госрегулирование также является мотиватором устойчивого развития.

Отвечая на вопрос по поводу влияния расходов на электроэнергию на работу ЦОД HPC, 58 % респондентов указали несколько последствий воздействия этого фактора. В том числе:

• 60 % сообщили, что рост затрат на электроэнергию отсрочит покупку новых систем;
• 43 % считает, что это ограничит возможности существующих систем;
• 34 % указали, что из-за этого сократят время работы своих систем.

Исследователи отметили, что рост использования облачных сервисов HPC обусловлен целым рядом факторов, в том числе возможностью передать на аутсорсинг операционные вопросы, такие как затраты на электроэнергию и ресурсы. Также сообщается, что всё больше предприятий обращаются к провайдерам облачных услуг для удовлетворения новых требований к энергоэффективности.

Респонденты распределили главные приоритеты при решении задач устойчивого развития следующим образом:

• 52 % отдают предпочтение эффективной конфигурации оборудования (более высокая производительность на Ватт);
• 42 % — оптимизации охлаждению и распределению энергии;
• 34% — оптимизации рабочих нагрузок (выявление эффективных нагрузок для работы локально и в облаке).

Исследователи ожидают, что закупка более экологичного оборудования будет частью регулярных планов закупок для 48 % площадок. Также отмечено, что использование интеллектуального управления питанием (телеметрии) находится на подъёме. В течение следующих 18 месяцев количество объектов, внедряющих телеметрию, увеличится до 40 % с нынешних 27 %.

Почти половина (49 %) руководителей ЦОД, участвовавших в опросе, сообщили, что в настоящее время они имеют возможность измерять углеродный след, потребление энергии или воздействие на окружающую среду, что повышает вероятность успеха в реализации планов по обеспечению устойчивого развития.

Согласно исследованию Hyperion Research, для создания энергоэффективного ЦОД требуются:

• Возобновляемые источники энергии;
• Эффективная конфигурация оборудования;
• Оптимизированная технология охлаждения;
• Интеллектуальное управление платформой;
• Управление питанием центра обработки данных;
• Оптимизированные рабочие нагрузки;
• Ответственный вывод оборудования из эксплуатации.

В распоряжении сетевых источников, по сообщению ресурса VideoCardz, оказалась информация о планах компании Giga Computing (серверное подразделение Gigabyte) по развитию аппаратных платформ для дата-центров на ближайшие несколько лет — вплоть до 2025 года.

Судя по обнародованному слайду, Giga Computing в течение нынешнего года и большей части 2024-го будет применять процессоры Intel Xeon поколений Sapphire Rapids-SP/Emerald Rapids-SP с показателем TDP до 350 Вт. К концу 2024 года появятся чипыGranite Rapids, энергопотребление которых будет достигать 500 Вт.

Что касается CPU разработки AMD, то в 2023-м компания будет использовать решения с TDP до 400 Вт, а во второй половине следующего года перейдёт на чипы с архитектурой Zen 5 и TDP до 600 Вт.

Источник изображения: VideoCardz

В сегменте GPU энергопотребление ускорителей NVIDIA с интерфейсом PCIe возрастёт с 350–450 Вт в текущем году до 500 Вт в 2024-м. В случае GPU-решений AMD показатель TDP поднимется с 350 Вт до 400 Вт во второй половине 2024-го и 2025 году. Кроме того, Giga Computing намерена взять на вооружение изделия NVIDIA SXM5 с энергопотреблением до 700 Вт.

В случае связки CPU+GPU упомянуты такие продукты, как Grace и Grace Hopper с величиной TDP в диапазоне 600–1000 Вт. Они будут применяться в серверах Giga Computing в 2023–2025 гг.

Крупные американские операторы ЦОД, по сообщению Datacenter Dynamics со ссылкой на исследование S&P Global, в течение 2022 года увеличили закупки энергии из возобновляемых источников приблизительно на 50 % по сравнению с предыдущим годом. Львиная доля таких контрактов приходится всего на четырёх гиперскейлеров: Amazon, Google, Meta✴ и Microsoft. Все они в перспективе намерены добиться нулевых выбросов парниковых газов в атмосферу.

Источник: S&P Global

Говорится, что дата-центры в США зарезервировали 40 ГВт «зелёной энергии». Это составляет примерно ⅔ от общего объёма ветровой и солнечной энергии, доступной американским корпоративным заказчикам. Лидером по закупкам является Amazon с контрактами на более чем 20 ГВт возобновляемой энергии. Google, Meta✴ и Microsoft занимают второе, третье и четвёртое места соответственно. Более мелкие заказчики, такие как Iron Mountain, Digital Realty, QTS и Switch, зарезервировали 1,5 ГВт. При этом Google, Microsoft и Iron Mountain стремятся к тому, чтобы их площадки питались возобновляемой энергией круглосуточно.

Источник изображения: Jan Huber/unsplash.com

На мировом рынке наблюдается аналогичная картина. С учётом потребностей Apple, «большая пятёрка» заключила контракты на закупку 45 ГВт «зелёной» энергии по всему миру — это более половины (приблизительно 57 %) от общей выработки, но без учёта изолированных источников вроде солнечных панелей на крышах самих ЦОД. Все вышеупомянутые компании намерены перейти на 100-% «зелёное» питание. Участники рынка полагают, что в долгосрочной перспективе темпы роста потребления возобновляемой энергии могут негативно повлиять на планы других предприятий по обеспечению нулевых углеродных выбросов.

Хотя гиперскейлеры заключили контракты на 40 ГВт возобновляемой энергии в США, текущая оценка их общего потребления составляет немногим более 22 ГВт, а в ближайшие несколько лет эта цифра вырастет до 33 ГВт. Такая картина объясняется тем, проекты по возобновляемым источникам энергии указывают свою пиковую мощность, в то время как средняя выработка электроэнергии намного ниже из-за погодных и других факторов.

Согласно исследованию «Data Center and IT Spending Survey 2022» организации Uptime Institute, более ⅔ операторов предприятий и колокейшн-операторов рассчитывают увеличить расходы на ЦОД в 2023 году. Большинство корпоративных ЦОД (90 %) собираются наращивать мощности в течение следующих двух-трёх лет, причем половина из них планирует строить новые объекты.

В Uptime Institute отметили, что затраты на строительство ЦОД и сроки выполнения заказов, значительно сократившиеся в 2010-х годах, сейчас, наоборот, растут. По оценкам Uptime Institute, в 2010 году строительство среднего корпоративного ЦОД уровня Tier III обходилось примерно в $12 млн/МВт (без учёта земельных и строительных работ), и на это требовалось до двух лет. Перед пандемией COVID-19, благодаря изменениям в проектировании и строительстве, затраты на создание ЦОД сократились до $6–8 млн/МВт, а продолжительность строительства снизилась до менее чем 12 месяцев.

В настоящее время стоимость проектов и сроки их выполения заметно изменились, так как из-за длительного времени ожидания поставки некоторых важных компонентов (генераторы и централизованные системы бесперебойного питания) значительно выросли цены. По оценкам Uptime, к 2022 году затраты на строительство ЦОД уровня Tier III выросли на $1–2 млн/МВт, а продолжительность — до 12 месяцев и больше.

Источник изображений: Uptime Institute

Несмотря на то, что цены на отдельные компоненты начали стабилизироваться, хотя и на более высоком уровне по сравнению с допандемийным периодом, аналитики Uptime Institute ожидают в 2023 году их дальнейший рост. Дефицит продукции вместе с более высокой стоимостью рабочей силы, полупроводников и электроэнергии оказывают инфляционный эффект по всей отрасли, отметили аналитики.

Вместе с тем приобретение площадок в крупных ЦОД с подключением к сети с малой задержкой теперь стоит дороже, поскольку в популярных регионах размещения ЦОД наблюдаются проблемы с наличием свободных участков и обеспечением электроэнергией, отметила Uptime Institute.

Исследование цепочек поставок за 2022 год показывает, что труднее всего было достать холодильные установки для машинных залов, системы ИБП и компоненты распределения электроэнергии. Из 678 участников опроса 80 % сообщили о повышении цен поставщиками за последние 18 месяцев. Отмечено, что цены на литий-ионные аккумуляторы, которые ежегодно снижались до 2021 года, в 2022 году выросли из-за нехватки сырья и высокого спроса.

Также на росте капзатрат отражается ужесточение требований к экологичности проектов. Действующие в крупных локациях ЦОД, таких как Амстердам и Сингапур, нормы приводят к тому, что только разработки с высокоэффективным дизайном могут быть одобрены регулирующими органами. Новые стандарты энергоэффективности (например, в ЕС) ведут к ещё большему росту стоимости строительства. Также будут расти затраты на электроэнергию, что требует оптимизации энергопотребления.

Аналитики считают, что в 2023 году будет наблюдаться рост и по операционным расходам ЦОД и ИТ-инфраструктур из-за резкого увеличения основных затрат на ввод. Исследование Uptime Institute показало, что наибольший рост удельных затрат у большинства операторов связан с электроэнергией, что является результатом высоких цен на газ, перехода на возобновляемые источники энергии, дисбаланса в электроснабжении и геополитических изменений.

Больше всего пострадали от повышения цен Великобритания и Евросоюз. Ожидается, что в дальнейшем затраты на электроэнергию снизятся по сравнению с рекордными показателями в 2022 году, но всё равно останутся значительно выше среднего уровня за последние два десятилетия.

На втором месте после электроэнергии по росту затрат на ЦОД находится ИТ-оборудование, что отчасти связано со сбоями в цепочке поставок, нехваткой некоторых чипов и коммутационного оборудования, а также инфляцией. Как ожидают аналитики, в связи с улучшениями в цепочке поставок, цены и сроки поставки ИТ-оборудования (за некоторыми исключениями) сократятся в первой половине 2023 года. Во второй половине 2023 года спрос на оборудование для ЦОД, как ожидается, снова возрастёт, как только некоторые крупные клиенты займутся увеличением своих мощностей, что снова приведет к дефициту некоторых категорий оборудования.

На увеличение затрат на эксплуатацию ЦОД также влияют проблемы с квалифицированными кадрами — многие респонденты вынуждены повышать зарплату в попытке удержать текущий персонал.

Подводя итоги, Uptime Institute сообщает, что общие затраты на строительство и эксплуатацию ЦОД в течение следующих нескольких лет значительно возрастут. С целью их снижения компании будут использовать различные подходы, включая автоматизацию, повышение энергоэффективности и переход в облако, но это потребует дополнительных капиталовложений, новых навыков и сопряжено с техническими сложностями.

Вместе с тем, несмотря на растущие затраты, многие операторы ЦОД считают, что локальное размещение рабочих нагрузок по-прежнему дешевле, чем колокация (54 %) или миграция в облачную структуру (64 %).

Желающим вложить средства в строительство жилых домов на западе Лондона не стоит торопиться. Как сообщает DataCenter Dynamics, Администрация Большого Лондона (GLA) предупредила застройщиков о том, что реализация новых проектов строительства жилых домов может быть приостановлена до 2035 года — более 10 лет потребуется на увеличение «пропускной способности» местных электросетей из-за большого энергопотребления местных ЦОД.

Ожидается, что мораторий только усугубит растущую нехватку жилья. Причём обновление электросетей закончится в лучшем случае через десятилетие, поскольку для размещения многих ЦОД затронутые районы оказались наиболее привлекательными (в частности, из-за развитых ВОЛС), а энергопотребление только одного дата-центра может быть эквивалентно потреблению нескольких тысячам домов.

Источник изображения: Virtus

По данным DataCenter Dynamics, представитель мэрии Лондона уже сообщил, что мэр Садик Хан (Sadiq Khan) уже пытался поднять вопрос в правительстве, одновременно проводя переговоры с поставщиками электроэнергии для решения назревшего вопроса. По словам представителя мэра, запрос в правительство о проведении встречи для обсуждения проблемы был отклонён, но он по-прежнему призывает министров срочно обратить внимание на проблему.

По данным торговой ассоциации SGTech, представляющей интересы технологического сектора Сингапура, страна получила «представляющийся раз в жизни» шанс стать мировым хабом для дата-центров, но текущий мораторий на строительство, ограничивающий мощность создаваемых ЦОД 60 МВт в год, недостаточен для поддержания необходимого темпа цифровизации.

На фоне стремительного роста спроса на ЦОД маленькое государство упускает возможности реализации ряда проектов с момента введения в 2019 году моратория. Ограничения не позволили привлечь к строительству новых объектов гиперскейлеров вроде Amazon, Microsoft, Tencent и ByteDance (владелец TikTok). В текущем году ограничения были скорректированы, и теперь заявки будут оцениваться по ряду критериев.

Источник изображения: Walkerssk/pixabay.com

Власти ждут проекты наиболее энергоэффективных и экологически безопасных ЦОД. Правда, реальные условия отбора пока не разглашаются, но в январе чиновники уже провели встречу с игроками рынка, на которой обсудили новые условия строительства дата-центров. Известно, что страна готовы выделять до 60 МВт, а индекс энергоэффективности (PUE) новых кампусов не должен превышать 1,3, что в условиях местного климата удорожает строительство и обслуживание.

Известно, что до введения моратория строительство дата-центров в островном городе-государстве развивалось чрезвычайно быстро, с 2005 по 2015 году было построено 12 площадок общей мощностью 307 МВт, а в следующие пять лет эта цифра выросла ещё на 768 МВт. Другими словами, средний ежегодный прирост в последнюю пятилетку составил 150 МВт, в 2,5 раза больше, чем предлагает сейчас правительство. Бизнес продолжает жаловаться на то, что без квот спрос был бы в разы больше.

SGTech предложила операторам ЦОД обеспечить недостающую «зелёную» энергию из собственных источников поверх квоты, но откуда именно операторы должны её получать, не уточняется. Альтернативный путь развития — резкое снижение энергопотребления, значительная часть которого уходит на охлаждение ЦОД. Для этого предлагается размещать дата-центры на воде или даже охлаждать отдельные площадки в процессе регазификации сжиженного природного газа.

Китайская национальная комиссия развития и реформ (NDRC) объявила о строительстве в стране четырёх дополнительных мегакластеров ЦОД — новые кампусы позволят разгрузить уже существующие мощности промышленно развитого востока страны. Известно, что анонс вызвал рост цен на местном рынке акций класса «А» в пятницу, одним из главных выгодоприобретателей стал китайский оператор ЦОД Shanghai AtHub.

Строительство намечено в регионах Пекин-Тяньцзинь-Хэбэй, в дельте реки Янцзы, регионе Гуандун-Гонконг-Макао, а также в «экономическом кольце» Чунцин-Чэнду — в этих районах расположены большинство потребителей облачных сервисов. По данным китайского государственного телеканала CCTV, ожидается, что благодаря плану ежегодно будет привлекаться до $63 млрд инвестиций.

Источник изображения: zhushenje/pixabay.com

Основной задачей NDRC является связь промышленно развитых регионов, испытывающих нужду в облачных ресурсах, с западными провинциями, уровень развития производства в которых относительно невысок. Зато там есть много энергии, позволяющей строить ЦОД. Создание новых кампусов здесь продвигается под лозунгом «обрабатывать восточные данные на западе».

Восемь кластеров дата-центров будут построены в рамках единого проекта. Так, ещё в декабре прошлого года NDRC объявила о строительстве четырёх кластеров во Внутренней Монголии, северо-западном регионе Нинся, в провинции Ганьсу и юго-восточной провинции Гуйчжоу. Далеко не все из восьми заявленных финансируемых за счёт государства кампусов будут строиться именно на западе. Ранее сообщалось, что предпочтение отдаётся районам с доступными возобновляемыми источниками энергии.

На прошлой неделе восемь законодателей США во главе с сенатором Элизабет Уоррен разослали письма ряду крупнейших в мире майнеров криптовалюты — Marathon Digital Holdings, Riot Blockchain, Stronghold Digital Mining, Bitfury Group, Bitdeer Technologies Holding и Bit Digital — с просьбой предоставить информацию о годовом энергопотреблении их объектов, влиянии их деятельности на цены на электроэнергию в регионе, а также о планах по поводу возможного расширения.

Эти майнеры работают в США и в других странах, включая Норвегию, Россию, Японию и Казахстан. «Учитывая чрезвычайно высокое энергопотребление и выбросы углерода, связанные с добычей биткоинов, майнинг вызывает обеспокоенность касательно воздействия на окружающую среду, местные экосистемы и расходы потребителей на электроэнергию», — написали Уоррен и семь других американских законодателей, включая членов Палаты представителей.

Источник изображения: Pixabay

В частности, главного исполнительного директора BitFury, который ранее уже выступал перед Палатой представителей, попросили предоставить подробную информацию о потребностях компании в электроэнергии и влиянии на климат, и дать пятилетней прогноз потребления электроэнергии и выбросов CO₂ для всех объектов компании в США. Любопытно, что в США есть как минимум два крупных проекта по использованию мощностей АЭС для добычи криптовалют.

Согласно заявлению, сделанному на этой неделе министром торговли и промышленности Сингапура, страна сняла мораторий на реализацию проектов по строительству новых ЦОД. При этом теперь они должны будут отвечать новым условиям. Дата-центры вносят большой вклад в экономический рост Сингапура, но, по мнению властей, должны стать более эффективными.

Мораторий на строительство новых дата-центров действовал с 2019 года. По данным местных СМИ, страна станет «более избирательно» подходить к проектам будущих дата-центров. В частности, планируется выбирать «лучшие в своём классе» ЦОД в плане ресурсосбережения, что может внести вклад в «достижение экономических и стратегических целей Сингапура». Кроме того, власти позаботятся о том, чтобы повысить эффективность уже существующих дата-центров.

Источник: Walkerssk/pixabay.com

Благодаря выгодному географическому положению Сингапур стал главным хабом для азиатских ЦОД. Проблема в том, что здесь очень мало необходимых для таких проектов ресурсов — земли и возобновляемой энергии. На уже существующие мощности (70 ЦОД) приходится порядка 7% от общего энергопотребления (около 1000 МВт). При этом 96% энергии страна получает от ТЭС, работающих на природном газе. Уже действующие площадки не могут выполнить обязательства по использованию возобновляемой энергии и вносят вклад в глобальное потепление.

Мораторий на строительство дата-центров действовал в Сингапуре в течение двух лет. Всё это время изучалась возможность использования в отрасли альтернативных технологий строительства ЦОД и производства энергии, включая применение плавучих солнечных электростанций, морских дата-центров или размещение мощностей на СПГ-заводах.

Ранее мораторий на строительство новых ЦОД вводил Амстердам, а с конца прошлого года он фактически действует в Дублине. Франкфурте-на-Майне также задумался о более жёстком регулировании рынка дата-центров. Во всех случаях одной из основных причин для закручивания гаек стало укрупнение ЦОД и их возросшее энергопотребление.