Mức tiêu thụ điện năng của trung tâm dữ liệu đã trở thành một thách thức lớn khi AI ngốn nhiều năng lượng ngày càng được áp dụng rộng rãi.
Các trung tâm dữ liệu sử dụng hàng tỷ gallon nước mỗi năm để làm mát. Nguồn: 3d_man / Shutterstock.
Sự phát triển nhanh chóng của AI đã đặt ra nhu cầu đáng kể về năng lực của trung tâm dữ liệu, thúc đẩy sự mở rộng trên toàn cầu. Tuy nhiên, các trung tâm dữ liệu tiêu tốn nhiều điện và nước, gây ra vô số vấn đề về môi trường mà ngành này hiện đang phải vật lộn để giải quyết.
Theo phân tích gần đây của GlobalData, các giải pháp này sẽ đa dạng. Công ty nghiên cứu và phân tích dự báo "một sự chuyển dịch sang năng lượng tái tạo để cung cấp năng lượng cho các trung tâm dữ liệu một cách bền vững, với việc triển khai nhiều hơn ở những vùng khí hậu lạnh.
“Kỳ vọng bao gồm việc áp dụng rộng rãi hơn các thiết kế bền vững và công nghệ làm mát tiên tiến như làm mát ngâm, được thúc đẩy bởi nhu cầu về hiệu quả năng lượng của các trung tâm dữ liệu và áp lực từ các quy định.”
Các trung tâm này có hệ thống máy tính và mạng lưới thu thập, lưu trữ, phân tích và truyền lại dữ liệu, và nhu cầu đã tăng nhanh trong nhiều thập kỷ, do bong bóng dot-com năm 1997–2000 thúc đẩy.
Gần đây hơn, Goldman Sachs báo cáo rằng khối lượng công việc của trung tâm dữ liệu đã tăng gần gấp ba lần từ năm 2015 đến năm 2019, nhưng lưu ý rằng trong giai đoạn này, nhu cầu về điện không tăng, một phần là do "các trung tâm dữ liệu ngày càng sử dụng điện năng hiệu quả hơn".
Tuy nhiên, bức tranh đang thay đổi và Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) hiện dự kiến rằng đến năm 2026, mức sử dụng điện của trung tâm dữ liệu sẽ đạt 1000 TWh – gấp đôi mức 460 TWh của năm 2022.
Hiệu quả sau đó có thể là một bánh răng trong giải pháp rộng hơn cho các nhu cầu về môi trường của các trung tâm dữ liệu. GlobalData đặc biệt nhấn mạnh cơ hội trong việc phát triển công nghệ chip hiệu quả, chỉ ra nhu cầu mới nổi về làm mát trực tiếp đến chip. Điều này liên quan đến việc lưu thông chất lỏng mát qua tấm lạnh, loại bỏ nhiệt từ các nguồn nhiệt chính như các đơn vị xử lý trung tâm.
Iceotope là một ví dụ về một công ty năng động trong lĩnh vực làm mát. Công ty cung cấp giải pháp làm mát bằng chất lỏng chính xác, cung cấp chất lỏng điện môi để loại bỏ 100% nhiệt lượng do các linh kiện điện tử tạo ra. Công ty tuyên bố rằng phương pháp này giúp giảm mức sử dụng năng lượng tới 40% và mức tiêu thụ nước tới 100%.
Lượng nước khổng lồ cần thiết để làm mát các trung tâm dữ liệu tự nó đặt ra một vấn đề môi trường khác. Vào năm 2021, các trung tâm dữ liệu của Google được báo cáo đã tiêu thụ khoảng 4,3 tỷ gallon nước vào năm 2021, trong khi Microsoft sử dụng gần 1,7 tỷ gallon vào năm 2022.
Lượng tiêu thụ nước khổng lồ mà các trung tâm dữ liệu cần có có thể gây ô nhiễm và khan hiếm nước ở các khu vực lân cận và đặt ra câu hỏi về các giải pháp tiềm năng. GlobalData kỳ vọng sẽ thấy "những nỗ lực giảm lượng nước tiêu thụ để làm mát và đầu tư vào các công nghệ làm mát mới nổi, chẳng hạn như làm mát ngâm".
“Các khoản đầu tư vào các công nghệ này sẽ tăng lên, được thúc đẩy bởi nhu cầu về hiệu quả năng lượng và áp lực pháp lý. Các công ty phát triển và triển khai các công nghệ làm mát này có khả năng sẽ thấy nhu cầu tăng lên”, báo cáo cho biết thêm.
Nghiên cứu sâu của GlobalData cũng xem xét tiềm năng của các trung tâm dữ liệu dưới nước và nổi trong tương lai, có thể làm giảm các lo ngại về môi trường bằng cách sử dụng đại dương để làm mát.
Microsoft bắt đầu khám phá tiềm năng của các trung tâm dữ liệu dưới nước với Dự án Natick, triển khai một nguyên mẫu trung tâm dữ liệu độc lập trên đáy biển bên ngoài California vào năm 2015. Năm 2018, công ty đã khởi xướng giai đoạn 2 và đặt trung tâm dữ liệu trên đáy biển ở Quần đảo Orkney, nơi lưới điện được cung cấp bởi năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Trung tâm dữ liệu đã được khôi phục thành công vào năm 2020.
Cũng có những suy đoán xung quanh tính khả thi của việc xây dựng các trung tâm dữ liệu trong không gian. Tránh xa ánh sáng mặt trời trực tiếp, nhiệt độ có thể xuống thấp tới -170 °C và các vấn đề về không gian và giảm độ trễ sẽ không tồn tại. Tuy nhiên, GlobalData chỉ ra rằng bức xạ mặt trời và sự xuống cấp của thiết bị đặt ra những thách thức khó khăn.
Mặc dù vậy, đã có một số cải tiến trong lĩnh vực tương lai và NTT đã hợp tác với SKY Perfect JSAT để phát triển giải pháp kể từ năm 2021. Trung tâm dữ liệu không gian đang khám phá hệ thống mạng vệ tinh thu thập và xử lý dữ liệu và được cho là có kế hoạch bắt đầu cung cấp dịch vụ thương mại vào năm 2025.
Những công ty quan trọng khác trong lĩnh vực này bao gồm Axiom Space, hợp tác với Kepler Space và Sykloom để phát triển một trung tâm dữ liệu quỹ đạo thương mại, ứng dụng công nghệ đám mây, có khả năng mở rộng quy mô.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
