Корпорация Microsoft, по сообщениям ресурсов Datacenter Dynamics и Motley Fool, создаёт специализированный инструментарий, который позволит автоматически планировать выполнение рабочих нагрузок в ЦОД в зависимости от их срочности и воздействия на окружающую среду.

Идея заключается в том, чтобы выполнять определённые задачи в определённое время, что позволит минимизировать выбросы вредных газов в атмосферу. Например, те ресурсоёмкие задачи, выполнение которых не является срочным, могут быть отложены до момента, когда станет доступно необходимое количество энергии из возобновляемых источников.

Источник изображения: Microsoft

Microsoft патентует систему управления поведением оборудованием, «ориентированную на устойчивое развитие». Данный комплекс учитывает состояние энергосистемы в целом, а также другие факторы. На начальном этапе собирается информация о текущей нагрузке на сеть, о погодных условиях и температурах и т.д. После этого специальные алгоритмы делают прогноз использования ресурсов и распределяют выполнение задач так, чтобы они оказало «сравнительно меньшее воздействие на окружающую среду».

По заявлениям Microsoft, подобный подход позволит снизить нагрузку на энергосеть в часы-пик, а также увеличить срок службы оборудования. Кроме того, станет возможным более эффективное использование «зелёной» энергии. В частности, Microsoft может использовать систему для приостановки и возобновления некоторых операций в ЦОД для балансировки энергопотребления.

Нужно отметить, что Google ещё два года назад начала динамически и прозрачно для конечных потребителей перемещать нагрузки между различными дата-центрами, опираясь на уровень доступности для них «зелёной» энергии. При этом речь идёт только о задачах, для которых не критичны задержки или требования о суверенитете данных. Для этого Google составляет прогнозы доступности энергии на день вперёд.

Поскольку термоядерный синтез стал одной из самых популярных технологических тем, соответствующим проектам выделяется немало ресурсов. Как сообщает The Register, Министерство энергетики Соединённых Штатов (DoE) намерено вложить более $100 млн в суперкомпьютерные проекты, которые призваны ускорить развитие термоядерной энергетики.

Всего будет потрачено $112 млн на 12 проектов. Программа Scientific Discovery through Advanced Computing (SciDAC) объединила уже существующие проекты Fusion Energy Sciences (FES) и Advanced Scientific Computing Research (ASCR). Такая комбинация, возможно, позволит осуществить новый прорыв в сфере «чистой» энергетики, задействовав ресурсы суперкомпьютеров, в том числе систем экзафлопсного класса.

В декабре 2022 года DoE уже выделило $33 млн исследователям, желающим применить машинное обучение и ИИ для анализа экспериментов с термоядерным синтезом. Основной акцент в этом случае делался на развитии пилотных технологий синтеза с помощью вычислительных систем. Средства были выделены после успехов Ливерморской национальной лаборатории (LLNL), которой удалось запустить реакцию термоядерного синтеза с положительным КПД (правда, без учёта затрат на питание лазеров для старта реакции).

Источник изображения: ChadoNihi/unsplash.com

С помощью суперкомпьютеров в рамках новой программы SciDAC предполагается моделирование изменения состояний плазмы в экстремальных условиях, изучение турбулентности в реакторах, использование ИИ для прогнозирования и устранения проблем потери энергии, моделирование стеллараторов и разработка пилотных термоядерных электростанций в целом.

Комиссия по коммунальным службам штата Мэриленд заблокировала использование дизель-генераторов для резервного питания дата-центров компанией Aligned. Как сообщает DataCenter Dynamics, штат предложил щедрые налоговые льготы для того, чтобы переманить операторов ЦОД, стремящихся обосноваться в «долине дата-центров» в соседней Вирджинии.

Первой компанией, выразившей готовность приобрести место в новом 2-ГВт кампусе Quantum Loophole, стала Aligned. При этом она подала заявку на установку 168 резервных дизельных генераторов мощностью 3 МВт каждый. Хотя заявка противоречит местным законам о защите окружающей среды, представители властей штата предложили сделать исключение для компании из соображений «общественного удобства и необходимости». Впрочем, комиссия не сочли подобные доводы убедительными — использование дизель-генераторов в 2023 году посчитали неприемлемым и посоветовали компании предложить вариант получше.

В самой Aligned рассчитывали получить исключения для каждого генератора по отдельности, но представители регулятора уверены, что фактически речь идёт об использовании одной 504-МВт дизельной электростанции, поскольку в случае чрезвычайной ситуации всё равно придётся включать все резервные генераторы одновременно. При этом в коммиссии задались вопросом, почему в Техасе Aligned несколько лет назад сумела установить альтернативную систему резервного питания, похваставшись тем, что она обеспечивает всего ⅒ от выброса традиционных генераторов, а в Мэриленде — не может.

Источник изображения: Aligned

Многие компании уже используют альтернативные решения, например, на водородном топливе, которые уже протестировала Microsoft. Впрочем, в Ирландии копрпорации разрешили построить полноценную ТЭС на природном газе. В Aligned утверждают, что для столь масштабного проекта такие системы не подходят, поскольку топливные ячейки или газовые турбины не могут заработать так же быстро, как дизельные генераторы — на то, чтобы переключиться с питания от ИБП на генератор, обычно имеется меньше минуты.

Дизельные источники электропитания в штате должны получать сертификат CPCN, который легко дают владельцами небольших индивидуальных генераторов. Aligned рассчитывала на исключение, но в комиссии предписали последовательно пройти весь процесс сертификации для каждого из 168 генераторов. Формально отказа властей нет, но одна только подача заявки стоит $10 тыс., а на её рассмотрение уходит 9–12 месяцев без гарантии одобрения. Как заявил один из членов комиссии, в новой реальности уже нельзя просто прийти за разрешением на использование 504-МВт генератора и тут же получить одобрение.

Компания Princeton Digital Group (PDG) последовательно расширяет снабжение своих ЦОД энергией из экобезопасных возобновляемых источников. Как сообщает DataCenter Dynamics, на этот раз она намерена использовать для 30-МВт дата-центра в индонезийском Сибитунге электричество, вырабатываемое за счёт переработки биотоплива энергоблоками PT Cikarang Listrindo Tbk (CL). Новый «зелёный» источник покроет 20 % потребностей дата-центра в энергии. Правда, есть несколько нюансов.

Дело в том, что электростанция CL имеет два блока мощностью 140 МВт, которые работают преимущественно на угле и лишь частично получение энергии происходит за счёт переработки биомассы. Более того, сразу три электростанции CL передают энергию на единую распределительную платформу, которая питает несколько индустриальных площадок, так что отделить «зелёное» электричество от «грязного» затруднительно. Для CL это первый ЦОД, с которым сотрудничает компания.

Источник изображения: Afif Ramdhasuma/unsplash.com

По словам PDG Indonesia, новое сотрудничество служит общим национальным целям декарбонизации Индонезии. PDG намерена и далее развивать экобезопасную инфраструктуру в стране. Ранее компания уже заключила несколько соглашений о поставке «зелёной» энергии для своих ЦОД, в том числе получаемой из геотермальных источников Индонезии. Речь шла о покупке у государственной PLN сертификатов возобновляемой энергии (REC).

Швейцарская Energy Vault (EV) сообщила об окончании строительства в китайской провинции Цзянсу гравитационного аккумулятора, который поможет накапливать энергию от ветряных электростанций. По данным DataCenter Dynamics, система, которая способна хранить до 100 МВт·ч и отдавать до 25 МВт электроэнергии, будет ведена в эксплуатацию уже в 2023 году. На очереди ещё одна система, которая будет задействована для питания ЦОД.

В компании утверждают, что речь идёт о первом в мире коммерческом гравитационном энергохранилище, принцип работы которого схож с довольно распространёнными гидроаккумулирующими электростанциями, которые тоже работают за счёт гравитации. Решение Energy Vault работает с использованием 24-тонных бетонных блоков — благодаря их подъёму накапливается кинетическая энергия, а спуску — высвобождается, что особенно удобно для солнечных и ветряных электростанций.

Источник изображения: Energy Vault

Скептики неоднократно выражали сомнения относительно практичности и экологичности таких аккумуляторов, поскольку энергии запасают они немного, а при производстве бетона и стали высок уровень выбросов. Впрочем, в самой Energy Vault заявляют, что многие из проблем компании удалось решить. Например, вместо бетона используется материал на основе переработанного пепла и других отходов.

Загрузка блоков (запасание энергии) у подобных гравитационных аккумуляторов может продолжаться от 2 до 12 часов и более в зависимости от задач и источников. Вводимая в эксплуатацию система в провинции Цзянсу недалеко от Шанхая будет работать в течение 4 часов. По имеющимся данным, система способна вернуть порядка 75–80 % накапливаемой энергии.

Монтировать конструкцию начали ещё в марте 2022 года совместно с Atlas Renewable и China Tianying (CNTY) и теперь, согласно официальным данным, она достигла «первой фазы ввода в эксплуатацию». В планах компании — строительство гравитационных аккумуляторах во всех регионах мира. В частности, уже идёт речь об аккумуляторе ёмкостью 100 МВт·ч в китайской провинции Хэбэй, который будет использован для питания местных ЦОД.

Согласно докладу компании CBRE, представляющей услуги на рынке коммерческой недвижимости, несмотря на постоянный рост спроса на новые ЦОД, рост рынка значительно ограничен. Как сообщает Network World, это связано с тем, что строительство развивается в ограниченном числе регионов, где уже не хватает электроэнергии для новых объектов.

Традиционным мировым рекордсменом является Северная Вирджиния, где общая мощность ЦОД в регионе составляет 2132 МВт. Рынок вырос именно здесь как из-за относительной близости федеральных властей США, так и из-за того, что неподалёку находятся посадочные станции транслатлантических кабелей, что обеспечивает ЦОД низкую задержку при передаче данных. Кроме того, местные законы и регуляции привлекают операторов ЦОД. Тем не менее, регион постепенно теряет привлекательность, как из-за ограниченных возможностей поставок энергии, так и в связи с активным противодействием местного населения, недовольного появлением многочисленных ЦОД.

Одним из самых популярных в Северной Америке также является регион Даллас/Форт-Уэрт, в котором только на этапе строительства находятся мощности на 323,9 МВт. В прошлом году активность арендаторов здесь выросла на 850 % в сравнении с обычным уровнем, а общий запас мощностей год к году увеличился на 17 %. В результате регион обошёл Кремниевую долину на рынке колокейшн-ЦОД, заняв второе место в национальном рейтинге США после Северной Вирджинии.

Источник изображения: Fré Sonneveld/unsplash.com

Нехватка энергии характерна и для других регионов компактного размещения ЦОД — Сингапура, Франкфурта и Токио. Осложняют ситуацию требования регуляторов по обеспечению экоустойчивости новых проектов и использованию возобновляемой энергии, которая намного менее доступна, чем обычное электричество. При этом новые чипы Intel, AMD и NVIDIA потребляют большое количество энергии, усугубляя кризис.

Недостаток ЦОД ведёт к дефициту мощностей для их клиентов. По данным CBRE, в мире доступны только до 2 % от общей энергоёмкости ЦОД, что, в свою очередь, ведёт и к росту цен. Так, в Сингапуре аренда мощностей на 250–500 кВт стоит от $300 до $400, а в самом «дешёвом» регионе — Чикаго за такую же мощность необходимо будет отдать $115–$125. При этом доступность энергии в Чикаго одна из лучших, на уровне 6,7 % (годом ранее она была на уровне 8,2 %).

В CBRE пришли к выводу, что росту спроса способствует развитие ИИ-технологий. В числе прочего это содействует и внедрению инновационных решений для ЦОД, позволяющих обеспечить необходимую мощность клиентам, нацеленным на выполнение ресурсоёмких задач. Хотя в докладе напрямую это не упоминается, весьма вероятно, что инновации в первую очередь касаются систем жидкостного охлаждения, поскольку нагрузки, связанные с ИИ, требуют чрезвычайно интенсивного охлаждения для сохранения работоспособности оборудования — такого не могут обеспечить воздушные системы.

Занимающаяся майнингом биткоинов компания CryptoBlox Technologies потратила $11 млн на покупку бизнеса Redwater, специализирующегося на системах воздушного охлаждения и тепловой рекуперации. По данным DataCenter Dynamics, новый актив позволит CryptoBlox снизить эксплуатационные расходы при майнинге, увеличив энергоэффективность её площадок. Кроме того, скоро в Канаде будет запущен майнинговый объект, работающий на попутном газе.

Сделка по покупке состоится в два этапа. В обмен на все акции Redwater, компания CryptoBlox выпустит 220 млн собственных ценных бумаг для нынешних акционеров Redwater, по $0,05 каждая. Немедленно после завершения сделки компания распределит 118,2 млн акций, а остальное акционеры получат, когда купленная компания достигнет обещанных перед продажей показателей.

Одновременно CryptoBlox получила право построить в канадской провинции Альберта объект для майнинга криптовалюты на территории, принадлежащей нефте- и газодобывающей компании, управлением активами которой занимается True North Data Systems (TNDS). На первом этапе будет построен объект, включающий как собственно ферму, так и электростанцию, способную генерировать 0,5–1 МВт (в перспективе 3+ МВт) за счёт сжигания «факельного» газа. Договор с TNDS позволит CryptoBlox получать электроэнергию по цене $0,015/кВт·ч, что на 90 % меньше среднерыночной в регионе.

Источник изображения: Kanchanara/unsplash.com

Ранее в этом году CryptoBlox купила за $20 млн компанию CryptoTherm, специализирующуюся на разработке и строительстве контейнерных ЦОД с жидкостным охлаждением. Предполагалось, что ещё на этом этапе были обозначены планы заняться майнингом с питанием от попутного газа всё в той же Альберте, где над аналогичными проектами также работают Hut 8 Mining, Modern Mining и Bitfarms — местные власти создают им для этого благоприятные условия.

Американский транснациональный инвестиционный банк TD Cowen опубликовал отчёт с прогнозом рекордных показателей на рынке аренды ЦОД в 2023 году в связи с высоким спросом на ИИ-сервисы. Согласно данным TD Cowen, за последние 90 дней было подписано договоров об аренде ЦОД на общую мощность 2,1 ГВт, что связано с ростом популярности ИИ-приложений.

Сообщается, что за последние три месяца Google подписала сделку на аренду ЦОД мощностью 600 МВт в Техасе, в то время как Microsoft подписала сделку на аренду на 420 МВт в Лисбурге (штат Вирджиния), сделку в Далласе на аренду оборудования на 360 МВт и в Чикаго на 300 МВт. По оценкам TD Cowen, мощность ЦОД сторонних компаний в США составляет около 10 ГВт.

Один из операторов сообщил TD Cowen, что объём аренды за последние 90 дней вырос с 500 МВт до более чем 1 ГВт. Гиперскейлеры также начали оформлять предварительную аренду мощностей за 2–3 года до сдачи объекта, тогда как в прошлом году это делали за год-полтора до ввода ЦОД в эксплуатацию. Те, кто сможет предоставить ёмкости в течение 2 лет и менее, теперь могут повышать цены.

Источник изображения: Pixabay

«На наш взгляд, это отражает растущую нехватку мощностей ЦОД, поскольку гиперскейлеры стремятся защитить свой доступ к будущим мощностям», — сообщает TD Cowen. Это также привело к тому, что теперь тоже заранее арендуют мощности за полгода до сдачи объекта, поскольку им приходится конкурировать с гиперскейлерами в борьбе за доступ к ограниченным ресурсам. Поскольку рабочие нагрузки ИИ менее чувствительны к задержкам, их можно размещать в любом регионе страны. Например, NVIDIA планировала арендовать 50 МВт мощностей в Хиллсборо (Орегон), но когда поняла, что это сделать не удастся, сообщила операторам, что готова арендовать ёмкость в любом месте.

Если в 2022 году цены на аренду ЦОД выросли из-за удорожания их строительства, то сейчас они увеличились из-за ограниченного предложения и высокого спроса. Банк также отметил проблемы с цепочками поставок. По его данным, один оператор недавно разместил заказ на генераторы Caterpillar мощностью 3 МВт, срок поставки которых составит 130 недель (~2,5 года), примерно такой же срок поставки и у трансформаторов. И эти сроки, как ожидается, увеличатся, поскольку волна договоров аренды ЦОД, подписанных за последние несколько месяцев, вскоре трансформируется в новые заказы на поставку оборудования.

Компания Microsoft получила разрешение на строительство газовой электростанции на 170 МВт для своего кампуса Grange Castle в пригороде Дублина. Как сообщает DataCenter Dynamics, объект стоимостью €100 млн будет использоваться для повседневного питания ЦОД, а в случае отключения от национальной энергосети станция и 21 дизель-генератор станут единственным источником питания всего кампуса. По данным Business Post, суммарно планируется установить 150 генераторов.

Экоактивисты уже выступили против проекта, обвинив IT-гиганта в попытке обойти запрет оператора EirGrid на новые подключения ЦОД к электросетям в Дублине и его окрестностях до 2028 года. Защитники природы подчёркивают, что хотя благодаря собственной электростанции Microsoft ограничит нагрузку на местные энергосети, электростанция будет только способствовать росту углеродного выброса. При этом власти Ирландии всё ещё намерены добиться того, чтобы к 2030 году 80 % энергии в стране должно поступать из возобновляемых источников.

Источник изображения: Microsoft

Хотя в Ирландии в целом строительство дата-центров не запрещено и даже приветствуется, в Дублине и окрестностях оно ограничено, поскольку здесь и без того уже действует немало ЦОД. Из-за введённых ограничений некоторые крупные компании уже приостановили реализацию ряда проектов. Экоактивисты призывают вообще заблокировать строительство новых ЦОД, утверждая, что это помешает декарбонизации страны. Строительство газовых электростанций может стать временным ответом на ограничения, позволив сделать ЦОД вообще автономными.

При этом власти Ирландии ещё в конце 2022 года предостерегли оператора Gas Networks Ireland от заключения новых контрактов с операторами ЦОД, предполагающими обеспечивать свои объекты преимущественно за счёт газовых генераторов для обхода существующих норм. Известно, что Microsoft, для соблюдения существующих в Ирландии правил, не станет эксплуатировать станцию круглосуточно — она будет работать всего по 8 часов в день. Вместе с тем это вряд ли поможет планам компании по полном переводу её ирландских ЦОД на «зелёную» энергию.

Meta✴ опубликовала доклад 2023 Responsible Business Practices, посвящённый политике работы компании с важнейшими вызовами, с которыми столкнулся бизнес — от проблем с конфиденциальностью пользователей до нарушения прав человека и публикации незаконного контента. Как сообщает DataCenter Dynamics, одной из ключевых проблем стала угроза окружающей среде — выяснилось, что Meta✴ растёт слишком быстро, чтобы эффективно бороться со своими выбросами CO₂, объём которых в 2022 году достиг 8,5 млн т.

Более того, компании вряд ли удастся добиться нулевого углеродного выброса к 2030 году, как планировалось ранее. По факту она может напрямую контролировать только 1 % своих выбросов. Если верить докладу, добиться нулевого выброса по всей цепочке поставок будет «трудно» — но именно последняя, фактически неподконтрольная Meta✴, является наиболее слабым звеном во всём плане компании, посвящённом защите окружающей среды.

Источник изображения: Intermalte/pixabay.com

С 2020 года Facebook✴ (ныне Meta✴) закупала огромное количество возобновляемой энергии. Сегодня она получает более 10 ГВт таких мощностей по всему миру. Тем не менее, на нулевом уровне находятся только выбросы класса Scope 2, связанные с использованием электроэнергии.

Источник изображения: Meta✴

Из остальных выбросов прямую ответственность Meta✴ несёт лишь за 1 % (Scope 1), 99 % приходится на выбросы всей экосистемы, обеспечивающей работу компании. Так, собственные её выбросы в 2022 году составили 67 тыс. т CO₂. Большинство же выбросов приходится на используемые компанией товары и сервисы — в этом отношении Meta✴ очень похожа на Microsoft, которая тоже сама по себе загрязняет атмосферу лишь в небольшой степени.

Источник изображения: Meta✴

В Meta✴ признают, что из-за высоких темпов роста в последние пять лет декарбонизацию не удавалось организовать в нужных объёмах, причём оптимистичных результатов не ожидается и в ближайшие годы. Так, только в 2022 году выбросы компании выросли на 46 % — этому в немалой степени способствовало возвращение сотрудников в офисы после пандемии.

Вероятно, «антирекордсменом» по объёму выброса CO₂ является крупнейший ЦОД Meta✴ в Прайнвиле (штат Орегон). Именно этот дата-центр, являющийся, вероятно, крупнейшим в мире, отвечает за 4500 т эквивалента CO2 в год. При этом сообщалось, что Орегон готов одним из первых значительно ужесточить требования по выбросам углекислого газа для ЦОД и майнеров.