Британский поставщик электроэнергии National Grid регулярно страдает от одной и той же проблемы: как только во время транслируемого по ТВ популярного шоу или матча наступает рекламная пауза, возникают всплески энергопотребления в сотни мегаватт — жители страны массово бегут включать чайники. Ровно та же проблема есть и в ИИ-индустрии, сообщает IEEE Spectrum.

Для обучения ИИ-моделей используются тысячи ускорителей, энергопотребление которых постоянно увеличивается. При каждый этап вычислений связан с серьёзными изменениями энергопотребления. Чтобы сгладить такие скачки, некоторые компании предлагают задействовать суперконденсаторы, которые способны компенсировать резкие изменения в энергопотреблении ЦОД.

По словам Eaton, проблема даже не в том, что уже сейчас кластеры ИИ-ускорителей, работающие над одной задачей, включаются и отключаются одновременно, давая огромную нагрузку, а в том, что в скором будущем и ИИ-модели будут объёмнее, и кластеры будут крупнее, и сами ускорители будут потреблять больше. Одно из решений проблемы — применение резервных генераторов или аккумуляторных энергохранилищ для быстрого получения необходимой энергии. Однако аккумуляторы довольно быстро деградируют при скоротечных, но регулярных циклах повышенной нагрузки, а генераторы не столь быстро выходят на нужную мощность.

Ещё одно из решений для стабилизации — вне пиковых нагрузок нагружать ускорители «пустыми» вычислениями, лишь бы не допустить перепадов в энергопотреблении. Для современной индустрии это весьма неприятное решение — ресурсы будут тратиться впустую на выполнение ненужных задач. Наконец, некоторые компании предложили задействовать батареи суперконденсаторов, которые могут быстро заряжаться и разряжаться, при этом почти не деградируя в долгосрочной перспективе.

Siemens Energy предлагает решение E-statcom, где суперконденсаторы обслуживают нагрузку всего объекта, обеспечивая мгновенную (в миллисекундах) отдачу до 75 МВт на блок. Срок службы устройств составляет 12–20 лет. Они предназначены для стабилизации энергоснабжения, компенсации пиковых нагрузок и повышения энергоэффективности объектов. Пока компания ищет заказчиков на рынке ЦОД.

Eaton продаёт решение XLHV размером с серверную стойку, которое обеспечивает мощность до 420 кВт и тоже способно работать до 20 лет. Некоторые из продуктов компании уже применяются в дата-центрах. Наконец, Delta Electronics предлагает Power Capacitance Shelf — решение размером с серверную стойку из литий-ионных батарей, способных отдавать до 15 кВт в течение пяти секунд. Речь идёт о продукте, представляющем собой нечто среднее между суперконденсаторами и аккумуляторами.

Эти и другие продукты могут обеспечить более плавное изменение нагрузок на электросети, делая ЦОД более стабильными и предсказуемыми потребителями. Это особенно важно в процессе перехода на возобновляемые источники энергии. Поставки электричества солнечными и ветряными генераторами очень нестабильны в сравнении с генераторами на ископаемом топливе, в последнее время получившими «второе дыхание», например, в Европе и США. Обеспечение предсказуемых нагрузок позволило бы лучше планировать и координировать электроснабжение.

Впрочем, эксперты уверены, что суперконденсаторы — не панацея. У них может найтись собственная ниша, но они вряд ли заменят аккумуляторные энергохранилища. При этом для сглаживания кратковременных скачков именно суперконденсаторные хранилища признаются некоторыми экспертами едва ли не идеальным решением.

Источник:

• IEEE Spectrum