美國能源部:采用“組合方案”是解決數(shù)據(jù)中心能源難題的關(guān)鍵

  

美國能源部:采用“組合方案”是解決數(shù)據(jù)中心能源難題的關(guān)鍵(圖1)

  美國能源部 (DOE) 最新發(fā)布的美國數(shù)據(jù)中心能源使用報(bào)告顯示,由于 AI 硬件的快速普及和云服務(wù)的擴(kuò)張,數(shù)據(jù)中心的用電量顯著增加。

  根據(jù) 12 月 20 日發(fā)布的報(bào)告顯示,數(shù)據(jù)中心用電量從 2014 年的 58 太瓦時(shí) (TWh) 上升到 2023 年的 176 TWh,占美國總用電量的 4.4%。

  預(yù)計(jì)到 2028 年,這一需求將呈指數(shù)級(jí)增長,預(yù)測(cè)數(shù)值在 325 TWh 到 580 TWh 之間,可能占美國總用電量的 6.7% 到 12%。

  這份由勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室撰寫的報(bào)告指出,這一激增歸因于 GPU 加速服務(wù)器的使用增加(特別是用于 AI 工作負(fù)載),以及云服務(wù)和數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的廣泛趨勢(shì)。

  在 2018 年至 2023 年間,數(shù)據(jù)中心年度能源消耗以 18% 的復(fù)合年增長率 (CAGR) 加速增長。

  DOE 工業(yè)效率和脫碳辦公室主任 Avi Shultz 博士向 Data Center Knowledge 表示,解決不斷增長的電力需求需要采用組合方案。

  他說:這種方案利用能源組合來滿足近期增長需求,采用現(xiàn)有商用技術(shù),同時(shí)通過電網(wǎng)優(yōu)化工作為支持長期增長鋪平道路。

  這些解決方案涵蓋整個(gè)電力系統(tǒng),從新型發(fā)電和現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)能技術(shù)到加強(qiáng)和擴(kuò)展輸電系統(tǒng),以及最大化需求資源的效率和靈活性。

  當(dāng)前數(shù)據(jù)中心消耗了美國超過 4% 的電力 - 預(yù)計(jì)到 2028 年將上升至 12%

  報(bào)告預(yù)測(cè),2023 年至 2028 年的增長率將在 13% 到 27% 之間,bwin必贏官網(wǎng)入口具體取決于冷卻系統(tǒng)效率、GPU 需求和運(yùn)營實(shí)踐等變量。

  Shultz 博士指出,DOE 支持多項(xiàng)改善數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)能源和用水效率的工作。

  例如,ARPA-E COOLERCHIPS 計(jì)劃正在推進(jìn)從芯片級(jí)到設(shè)施級(jí)的冷卻技術(shù),通過液浸冷卻等技術(shù)的發(fā)展,Shultz 博士表示這可能減少多達(dá)三分之一的總電力消耗。

  從歷史來看,由于改進(jìn)冷卻、提高服務(wù)器利用率和減少空閑功耗等效率策略,數(shù)據(jù)中心行業(yè)在 2010 年至 2016 年間實(shí)現(xiàn)了近乎平穩(wěn)的能源消耗增長。

  加速服務(wù)器使得自 2017 年以來能源需求翻倍,突顯了需要采用新方法提高能源效率。

  報(bào)告確定了幾個(gè)關(guān)鍵的改進(jìn)領(lǐng)域,包括基準(zhǔn)測(cè)試計(jì)劃、與公用事業(yè)公司合作,以及可擴(kuò)展核能和實(shí)時(shí)可再生能源解決方案等清潔能源技術(shù)的進(jìn)步。

  Shultz 說:對(duì)美國來說,不會(huì)有一個(gè)萬能的解決方案。我們需要一個(gè)全方位的能源解決方案,核能是滿足這一不斷增長需求的能源組合中的一個(gè)組成部分。

  他解釋說,bwin必贏官網(wǎng)入口AI 和數(shù)據(jù)中心負(fù)載增長為需要 24/7 供電的先進(jìn)核能源提供了機(jī)會(huì)。

  核能產(chǎn)生無碳電力,提供與各種其他能源互補(bǔ)的彈性電力,土地使用需求低,并能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)靈活性,他說。

  在 AI 技術(shù)持續(xù)采用、電動(dòng)車基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)電氣化的推動(dòng)下,預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)中心能源消耗的快速增長將持續(xù)到 2028 年之后。

  隨著數(shù)據(jù)中心成為美國能源需求中越來越重要的部分,報(bào)告指出利益相關(guān)者必須同時(shí)應(yīng)對(duì)當(dāng)前挑戰(zhàn)和長期基礎(chǔ)設(shè)施需求。

  投資新的電力基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)模式和新興技術(shù)將對(duì)確保數(shù)據(jù)中心保持高效和可持續(xù)至關(guān)重要。

  Shultz 強(qiáng)調(diào),當(dāng)前的激增為發(fā)展經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)電力基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)展的領(lǐng)導(dǎo)地位提供了機(jī)會(huì),使數(shù)據(jù)中心行業(yè)與更廣泛的能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)保持一致。

  他說:像我們的電網(wǎng)彈性創(chuàng)新伙伴關(guān)系計(jì)劃、新的超級(jí)充電計(jì)劃和技術(shù)援助伙伴關(guān)系等項(xiàng)目都幫助 DOE 將利益相關(guān)者社區(qū)聚集在一起,這樣他們就能以協(xié)調(diào)和有組織的方式有效地進(jìn)行規(guī)劃。