Проблемы, связанные с высокопроизводительными вычислениями (HPC), угрожают инновациям в США, утверждает Джек Донгарра (Jack Dongarra), лауреат премии А. М. Тьюринга и один создателей рейтинга самых мощных суперкомпьютеров в мире TOP500, чьи разработки и реализации многих библиотек, включая EISPACK, LINPACK, BLAS, LAPACK и ScaLAPACK, сыграли важную роль в продвижении HPC. В статье, опубликованной The Conversation, Донгарра рассказал о прогрессе HPC и проблемах с инновациями в США.

Учёный отметил, что HPC являются одной из самых важных технологий в современном мире, позволяющей решать различные задачи — от прогнозирования погоды до поиска новых лекарств и обучения ИИ-моделей, которые слишком сложны или слишком велики для обычных компьютеров. Сейчас HPC находятся на переломном этапе, и выбор, который правительство США, исследователи и технологическая отрасль делают сегодня, может повлиять на будущее инноваций, национальной безопасности и мирового лидерства, предупреждает Донгарра.

Используя тысячи и даже миллионы чипов с передовыми системами памяти и хранения для быстрого перемещения и сохранения огромных объёмов данных, HPC-платформы позволять выполнять чрезвычайно подробные симуляции и вычисления, говорит Донгарра. Важность HPC ещё больше возросла с развитием ИИ-технологий, требующих огромных вычислительных мощностей для обучения. «В результате ИИ и HPC теперь тесно сотрудничают, подталкивая друг друга вперёд», — отметил учёный.

По словам Донгарра, сегмент HPC находится под большим давлением, чем когда-либо, с более высокими требованиями к системам по скорости, данным и энергопотреблению. Также он отметил, что HPC сталкиваются с некоторыми серьёзными техническими проблемами.

Донгарра назвал одной из ключевых проблем разрыв между производительностью чипов и подсистем памяти. «Представьте себе, что у вас есть сверхбыстрый автомобиль, но вы застряли в пробке — мощность бесполезна, если дорога не может с ней справиться», — говорит учёный. Точно так же подсистемы памяти не способны «прокормить» вычислительные блоки, которые простаивают, что отражается на эффективности всей вычислительной системы.

Источник изображения: OLCF

Ещё одна проблема HPC — энергопотребление. Закон масштабирования Деннарда, согласно которому с уменьшением размеров транзистора уменьшается и энергопотребление при росте производительности, прекратил своё действие в 2006 году. Теперь, чем мощнее компьютеры, тем больше они потребляют энергии. Чтобы исправить это, исследователи ищут новые способы проектирования как аппаратного, так и программного обеспечения HPC.

Также существует проблема с типами производимых чипов, отметил учёный. Сейчас индустрия чипов в основном сосредоточена на ИИ, который отлично работает с вычислениями с низкой точностью. Однако для многих научных приложений по-прежнему требуется FP64-вычисления. В частности, NVIDIA сделала ставку исключительно на ИИ, поэтому FP64-производительность новейших GB300 почти в 30 раз меньше, чему GB200. У AMD, по слухам, в следующем поколении Instinct будет сразу два варианта ускорителей MI430X с поддержкой FP64 и MI450X, полностью лишённый тензорных ядер с FP64. Но и она может сделать ставку только на ИИ.

Если производители прекратят выпускать чипы, которые требуются учёным, это негативно отразится на выполнении важных исследований. Таким образом тенденции в производстве полупроводников и коммерческие приоритеты могут разниться с потребностями научного сообщества, а отсутствие специализированного оборудования может помешать прогрессу в исследованиях. Можно попытаться создавать специализированные чипы для HPC, но это дорого и сложно. Исследователи, тем не менее, изучают возможность применения новых конструкций для изготовления чипов, включая чиплеты, чтобы сделать их более доступными.

В прошлом у США было преимущество в области HPC благодаря государственному финансированию, поддержке и открытости разработок, но теперь многие страны вкладывают значительные средства в HPC в стремлении снизить зависимость от иностранных технологий и выйти на лидирующие позиции в таких областях, как моделирование климата и персонализированная медицина. В Европе развивают программу EuroHPC, у Япония есть собственный суперкомпьютер Fugaku (а скоро будет ещё один), а у Китая — целая серия «автохтонных» машин.

Источник изображения: WIkipedia / DoE

Правительства стран понимают, что HPC являются ключом к их национальной безопасности, экономической мощи и научному лидерству, отметил Донгарра, подчеркнув, что у США всё ещё нет чёткого долгосрочного плана на будущее. Другие страны развивают это направление быстро, а без национальной стратегии США рискуют отстать, предупредил он: «Национальная стратегия США должна включать финансирование создания новых машин и обучение людей их использованию. Она также должна включать партнёрство с университетами, национальными лабораториями и частными компаниями. Самое главное, что план должен быть сосредоточен не только на оборудовании, но и на ПО и алгоритмах, которые делают HPC полезными», — заявил учёный.

Он отметил, что некоторые шаги в этом направлении уже предприняты, включая принятие в 2022 году «Закона о чипах и науке» (CHIPS and Science Act) и создание управления, которое поможет превратить научные исследования в реальные продукты. В 2025 году также была сформирована целевая группа Vision for American Science and Technology, призванная объединить некоммерческие организации, академические круги и промышленность для помощи правительству в принятии решений. Кроме того, получили развитие квантовые вычисления. Но они пока находятся на ранних стадиях и, скорее всего, будут дополнять, а не заменять традиционные HPC. Поэтому важно продолжать инвестировать в оба вида вычислений.

Донгарра назвал это правильными шагами, но они не решат проблему поддержки HPC в долгосрочной перспективе. Помимо краткосрочного финансирования и инвестиций в инфраструктуру, учёный предложил:

• осуществлять долгосрочные федеральные инвестиции в НИОКР в области HPC, включая передовое оборудование, ПО и энергоэффективные архитектуры;
• производить закупку и развёртывание передовых вычислительных систем в национальных лабораториях и университетах;
• заниматься развитием кадров, включая обучение параллельному программированию, численным методам и интеграции ИИ-HPC;
• согласовывать планы по выпуску оборудования, гарантируя, что разработка коммерческих чипов будет совпадать с потребностями научных и инженерных приложений;
• использовать устойчивые модели финансирования, на которые не повлияют геополитические факторы;
• стимулировать государственно-частное партнёрство для преодоления разрыва между академическими исследованиями, отраслевыми инновациями и потребностями национальной безопасности.

Донгарра отметил, что HPC — это больше, чем просто быстрые суперкомпьютеры. Это основа научных открытий, экономического роста и национальной безопасности. Если США примут предложенные меры, то можно гарантировать, что HPC продолжат поддерживать инновации в течение десятилетий.

Консалтинговая компания McKinsey обнародовала прогноз по развитию дата-центров в глобальном масштабе до 2030 года. Аналитики отмечают, что ключевым драйвером отрасли будет оставаться ИИ, а операторы ЦОД и гиперскейлеры продолжат активно наращивать мощности.

В общей сложности, как ожидается, капиталовложения в дата-центры по всему миру к концу десятилетия достигнут $6,7 трлн. Из этой суммы, полагают специалисты McKinsey, примерно $5,2 трлн будет потрачено на объекты, оптимизированные для задач ИИ, а оставшиеся $1,5 трлн — на ЦОД, рассчитанные на традиционные рабочие нагрузки.

Если прогноз McKinsey оправдается, то в ИИ-сегменте из общей суммы в $5,2 трлн на строительные работы пойдёт приблизительно 15 %, или $800 млрд: это средства на землю, материалы и возведение необходимых сооружений. Ещё около 25 %, или $1,3 трлн, составят затраты, связанные с поставками и использованием энергии, включая электрическую инфраструктуру (трансформаторы, генераторы) и системы охлаждения. Оставшиеся 60 %, или $3,1 трлн, будут направлены на закупки необходимого IT-оборудования и систем, в том числе серверов, GPU-ускорителей, стоечных решений и пр.

Источник изображения: McKinsey

Вместе с инвестициями будут расти и мощности дата-центров. В 2025 году общемировой показатель, по данным McKinsey, окажется на уровне 82 ГВт, из которых 44 ГВт придётся на ИИ-нагрузки, ещё 38 ГВт — на традиционные задачи. К 2030 году суммарная мощность ЦОД достигнет 219 ГВт, в том числе 156 ГВт под нагрузки ИИ и 64 ГВт под прочие задачи. Таким образом, общая мощность дата-центров для приложений ИИ в период 2025–2030 гг. поднимется приблизительно в 3,5 раза.

Новые американские пошлины, если их действительно введут в полной мере, вероятно, приведут к росту цен на компоненты и материалы для дата-центров. В худшем случае они будут стоить США лидерства в гонке ИИ. Новые тарифы могут привести к приостановке или отмене инвестиций, сообщает The Register со ссылкой на исследование ABI Research.

В документе «Как преодолеть тарифную турбулентность в технологическом секторе» (Navigating Tariff Turbulence In The Technology Sector) агентство указывает, что последствия пошлин, введённых президентом США Дональдом Трампом (Donald Trump), непредсказуемо меняют рынок ИИ, поскольку бизнес пересматривает цепочки поставок и инвестиционную политику.

Например, компании, импортирующие готовые изделия, столкнулись с базовой пошлиной в объёме 10 %, а товары из Китая облагаются пошлиной 145 %, хотя многие высокотехнологичные продукты и/или их компоненты закупаются именно в Китае. Хотя такая стратегия призвана укрепить внутреннее производство США, на деле она создаёт сложности для многих отраслей, включая сектор IT, которые в значительной степени зависят от внешних поставок.

Источник изображения: Hannah Xu/unsplash.com

Так, даже строительство ЦОД в Соединённых Штатах станет более затратным из-за роста цен на сталь, алюминий и медь, а также электрическое оборудование, поставляемые из-за границы. Сильнее всего это ударит по мелким игрокам с ограниченными ресурсами. Но и крупным бизнесам придётся значительно увеличить капитальные затраты, что скажется на конкурентоспособности. Более высокие расходы на серверы, сетевое оборудование и системы хранения данных негативно скажутся на стоимости оборудования для операторов ЦОД. В результате компаниям придётся снизить рентабельность или терять клиентскую базу.

В более широком контексте тарифы способны изменить динамику цепочек поставок, побуждая американских операторов диверсифицировать поставки компонентов и, возможно, вкладываться в местное производство для снижения затрат в будущем. Хотя США, с одной стороны, станут более самодостаточными, глобальные цепочки поставок в результате пострадают. Впрочем, некоторые компании уже пытаются включиться в новую американскую схему. Так, тайваньские производители серверов инвестируют в производство в США.

Источник изображения: Dmitry Ant/unsplash.com

Как сообщают в ABI, хотя полупроводники исключены из последнего пакета пошлин, в более широком контексте IT-отрасль всё равно пострадает, поскольку на инфраструктуру оказывается давление со всех сторон. Ранее эксперты уже сообщали, что нестабильная тарифная политика США вряд ли поможет рынку ЦОД, а в отрасли готовятся к резкому росту цен на серверы. Ситуация, возможно, усугубится из-за покупателей, уже запасшихся ключевыми компонентами до вступления пошлин в силу, об этом свидетельствуют данные поставщиков вроде Samsung и SK Hynix.

HPE закупает для ИИ-серверов компоненты и материалы в Мексике, Китае, на Тайване, в Индии, Сингапуре, Малайзии и других странах, а также ведёт дела в Чехии. Введение пошлин существенно увеличит стоимость серверов компании. Сама HPE уже прогнозирует снижение выручки во II квартале из-за новых тарифов. Не застрахованы от потрясений и компании вроде Supermicro, подчёркивающие свою политику «Сделано в США». Они всё ещё сильно зависят от зарубежных компонентов. Компания уже сообщила, что её будущие квартальные результаты, вероятно, значительно отстанут от прогнозируемых ранее.

Источник изображения: Bermix Studio/unsplash.com

Другими словами, у американских компаний или увеличатся издержки и сократится прибыль, или придётся повысить цены для клиентов. В то же время на международном рынке покупатели смогут приобретать более конкурентоспособные продукты от Lenovo или Huawei. Предполагается, что это может привести к замедлению темпов расширения ЦОД и снижению спроса на ключевые компоненты, особенно на чипы высокой производительности.

Компании вроде TSMC и Intel взяли на себя обязательство инвестировать немалые средства в производство полупроводников в США, но новые пошлины ставят их начинания под угрозу, поскольку создавать производственные мощности, включая заводы на основе машин ASML, тоже будет невыгодно. ABI предполагает, что в таких условиях многие проекты могут заморозить или отменить в надежде дождаться времён, когда инвестиции вновь начнут окупаться. Теоретически одним из решений могла бы стать реинвестиция пошлин во внутреннее производство, но, такой сценарий эксперты считают «маловероятным».

Вероятнее всего долгосрочный отток инвестиций в инфраструктуру ИИ и замедление роста выпуска серверов, сокращение строительства ЦОД и, возможно, даже потеря лидирующих позиций США на мировом рынке ИИ. Рост затрат на производство окажет влияние на IT-бюджеты, и компаниям придётся пересмотреть планы развития ИИ в своих компаниях. Дорогие и «необязательные» ИИ-проекты, возможно, будут приостановлены или отменены, что замедлит внедрение ИИ в краткосрочной перспективе из-за финансовых ограничений. Проще говоря, политика Трампа, мечтающего восстановить американскую промышленность, может привести к тому, что США уступят первенство в сфере ИИ Китаю.

Стремительное развитие мировой инфраструктуры ЦОД на фоне повсеместного внедрения ИИ ведёт к огромным затратам питьевой воды на охлаждение оборудования. В результате возникают финансовые, операционные и репутационные риски, сообщает Datacenter Knowledge. По данным доклада агентства Moody, нехватка воды нарастает на ключевых рынках ЦОД.

Консалтинговая компания сообщает о растущих рисках для операторов ИИ ЦОД, особенно гиперскейлеров. В докладе подчёркивается, что желание облачных гигантов в целом арендовать новые дата-центры может привести к ограничению доступности ресурсов на некоторых рынках. Большинство новых крупных ЦОД используют водные системы охлаждения, более подходящие для больших нагрузок, но требующие больше воды. ЦОД, которые не смогут установить системы охлаждения с эффективным расходом воды, могут столкнуться с повышенным вниманием со стороны регуляторов и инвесторов.

Как сообщили в Moody, дефицит грунтовых вод представляет серьёзный риск для быстрорастущих регионов размещения ЦОД гиперскейлеров — юго-востока США, Чили и Индии. Местные законы, инфраструктурные ограничения и общественное недовольство могут привести к тому, что гиперскейлеры могут отложить реализацию проектов или перенести их в другие, более благоприятные для бизнеса локации, особенно если препятствия приведут к увеличению цены в прежних местах.

Источник изображения: Claudio Biesele/unsplash.com

В зависимости от климата и типа инфраструктуры один объект гиперскейл-уровня может потреблять миллионы литров воды в день, наравне с небольшими городами. Хотя компании успешно повысили эффективность использования воды (WUE) до 0,2–0,5 л/кВт∙ч, общий спрос на чистую воду со стороны индустрии ЦОД продолжает расти в связи с быстрым ростом гиперскейлеров и ИИ-инфраструктуры. IT-гиганты могут отложить попытки стать водно-положительными.

По информации аналитиков JLL, наиболее известные игроки рынка ЦОД заблаговременно принимают меры, связанные с возможной будущей нехваткой воды и электричества, выбирая подходящие места для строительства и используя поэтапный подход в реализации проектов. Основной вызов — в сохранении баланса между заявляемыми целями и требованиями к безотказной работе и рентабельности.

СЖО и адиабатические системы охлаждения могут обеспечить низкий расход воды, но несут собственные риски и сложности — нельзя жертвовать надёжностью ради экоустойчивости. Опытные операторы ищут компромисс, например, используя гибридные подходы к охлаждению. Другие изучают возможность применения очищенных сточных вод, модульного охлаждения или замкнутых систем, но такие варианты часто дороги, особенно при оснащении новыми решениями существующих объектов. Правда, современные «безводные» технологии достаточно рискованны, т.к. отсутствует статистика их применения.

Источник изображения: Olga Angelucci/unsplash.com

Более того, в засушливых регионах ЦОД всё чаще конкурируют за ресурсы с местными жителями и сельскохозяйственным бизнесом. Такая конкуренция может привести к ужесточению законов, общественным протестам и задержкам в реализации проектов. По мере того, как нагрузка на окружающую среду будет расти, ужесточатся проверки регуляторов и вырастут репутационные риски, что скажется и на ценах.

Инвесторы всё чаще обращают внимание на подобные вопросы, и компании вынуждены, например, покупать «зелёные облигации». А муниципалитеты теперь требуют оценки воздействия на водные ресурсы до того, как выдадут разрешения на строительство. Подобные меры могут стать более распространёнными по мере того, как будут ужесточаться критерии экоустойчивости и отчётности.

С точки зрения кредитных рисков заблаговременная модернизация инфраструктуры дата-центров оценивается позитивно и соответствует растущему спросу арендаторов на экоустойчивые решения. Напротив, задержки в обновлении могут сигнализировать о недостатке инвестиций в адаптацию к экологическим требованиям, что в перспективе способно снизить конкурентоспособность оператора.

Новые мощности АЭС могли бы потенциально обеспечить около 10 % предполагаемого роста спроса на электричества для дата-центров в следующие десять лет. По данным экспертов Deloitte, спрос на электричество для ЦОД в США может вырасти с 33 ГВт в 2024 году до 176 ГВт в 2035 году, сообщает Datacenter Knowledge. Но чтобы успеть справиться с таким ростом, надо ускорить ввод в строй новых атомных мощностей.

По мнению аналитиков консалтинговой компании, на фоне стремительного роста спроса именно атомная энергия способна стать потенциальным решением для обеспечения части мощностей ЦОД электричеством благодаря надёжности и относительной экобезопасности АЭС. В течение ближайшиъ десяти лет будет введены генерируюшие мощности на 35–62 ГВт, так что порядка 10 % требований будущих ЦОД она удовлетворит. А по многим параметрам, от высокой энергетической плотности до низких углеродных выбросов, атомная энергетика является самым предпочтительным решением для питания ЦОД.

В числе недавних проектов — финансирование AWS малых модульных реакторов (SMR) в штате Вашингтон, соглашение Google с Kairos Power о строительстве SMR к 2030 году, а также соглашение о покупке энергии (PPA), заключённое между Microsoft и оператором АЭС Three Mile Island в Пенсильвании, закрытой в 2019 году (теперь её придётся вернуть в строй). Дополнительно известно, что Meta✴ запрашивала обеспечение до 4 ГВт атомных мощностей. Разработчик атомных решений Oklo намерена поставить 12 ГВт оператору ЦОД Switch.

Источник изображения: Lukáš Lehotský/unsplash.com

В минувшем марте коалиция крупнейших компаний, включая некоторых крупнейших операторов ЦОД, обеспечила кросс-секторные обязательства, подчёркивающие критическое значение АЭС в укреплении энергетической безопасности и надёжности. Группа, включающая Amazon, Meta✴ и Google, присоединилась к 14 финансовым институтам, 140 представителям атомной индустрии и руководству более 30 стран в поддержке инициативы World Nuclear Association по утроению атомных мощностей к 2050 году.

Хотя Deloitte сделала акцент на многочисленных преимуществах атомной энергетики для решения проблем ЦОД, аналитики признают, что общественно мнение об АЭС «сложное и изменчивое». Эксперты рекомендуют причастным к атомным проектам организациям «упростить» свою деятельность для ускорения и повышения их эффективности, решения проблем со сроками строительства и перерасходом средств. В то же время необходимо заниматься инновациями для обеспечения безопасности и утилизации отходов.

С учётом современных геополитических условий, Deloitte также выражает обеспокоенность эффективностью механизмов поставок обогащённого урана. США, крупнейший в мире рынок ЦОД, закупают его в основном у России и Китая, что якобы ставит под угрозу энергетическую безопасность страны и возможность строительства передовых реакторов. Помимо этого, проблемой являются и другие факторы — от сложной цепочки поставок комплектующих до трудностей производства крупных компонентов в США.

Гиперскейлеры наращивают инвестиции в подводную кабельную инфраструктуру на фоне глобальной нестабильности и росте потребностей в запасных маршрутах. По прогнозам экспертов, инвестиции останутся на высоком уровне как минимум до 2029 года — на фоне роста спроса на цифровые сервисы и обеспокоенности надёжностью инфраструктуры, сообщает Datacenter Knowledge.

По информации издания, в отчёте Analysys Mason за 2024 год указывается, что расходы на новые кабельные системы и эксплуатацию существующих маршрутов вырастут с $7,96 млрд в 2023 году до $9,80 млрд к 2029 году. Пока IT-гиганты вроде AWS, Meta✴ и Google активно вкладывают средства в трансконтинентальные ВОЛС. Инвестиции наращивают и государства, желающие создать резервные линии связи. Кроме того, регуляторы ведут работы над сокращением времени выдачи разрешений для работ над кабельной инфраструктурой.

Актуальность проблемы подтверждается многочисленными недавними инцидентами с подводными кабелями в Балтийском и Красном морях, а также у побережья Тайваня — хотя достоверных свидетельств диверсий нет, не подлежит сомнению, что глобальная цифровая инфраструктура оказалась очень уязвимой. На сегодня 95 % межконтинентального трафика (в т.ч. финансовых транзакций на $10 трлн/день), передаётся через подводные кабели. Ёмкость сетей активно расширяется, а участники рынка пытаются усилить их надёжность и минимизировать риски.

Источник изображения: Sheila C/unsplash.com

Развитие ИИ и рост спроса со стороны гиперскейлеров и облачных провайдеров способствует увеличению инвестиций в рынок. Ожидается, что к гонке инвестиций присоединятся и развивающиеся сегменты. Энергоёмкое обучение ИИ-моделей стимулирует создание новых рынков на Ближнем Востоке и в Азии в целом. По мнению экспертов, уже сейчас ощущается необходимость появления новых маршрутов, снижении задержек и подключения новых ИИ ЦОД. При этом участие гиперскейлеров трансформирует отрасль. Они совместно инвестируют в каналы связи для поддержки своих облаков, ИИ-приложений и доставки контента.

В то же время кабели становятся всё более уязвимыми. В условиях глобальной политической неопределённости подводная и околоземная цифровая инфраструктура может стать целью атак заинтересованных сторон, превращаясь в «геополитическую цель». Помимо самих кабелей, уязвимо и сетевое оборудование, в том числе посадочные станции и др., в т.с. для кибератак. С развитием квантовых вычислений ситуация может усугубиться. По мнению некоторых экспертов с появлением достаточно мощных квантовых вычислений угроза вырастет в разы. Хотя уже ведётся работа над «квантовыми» технологиями защиты, пока их эффективность ограничена.

Для противодействия угрозам приходится создавать «избыточные» маршруты, не имеющие единых точек, вывод которых из строя парализует всю инфраструктуру. Например, ключевая стратегия Airtel — создание минимум трёх кабелей на каждое основное направление и гибридных сетей с использованием подводных и наземных кабелей, а также облачной инфраструктуры. Но эксперты подчёркивают, что в мире есть всего лишь 22 судна для ремонта и прокладки подводных кабелей, причём «лишь два из них под флагом США» — они всегда в дефиците.

Источник изображения: Jacob Waldrop/unsplash.com

Инновации помогают повысить надёжность инфраструктуры. Например, ИИ-инструменты и распределённое акустическое зондирование позволят выявлять потенциальные повреждения в реальном времени, имеются технологии предупреждения о цунами, а пространственное мультиплексирование и уплотнение повышают эффективность и снижают стоимость связи. Всё популярнее интеграция энергетической и телеком-инфраструктуры — комбинированные кабели, передающих и данные, и электроэнергию. Например, между островом Мэн и Великобританией можно реализовать именно такие системы.

Но несмотря на активные инвестиции, не все части мира охвачены стабильной широкополосной связью. Развивающимся рынкам часто не хватает подводной инфраструктуры для удовлетворения растущих цифровых потребностей. Необходимо расширить доступ в стратегически важных зонах вроде Малаккского пролива или Красного моря.

Нестабильная тарифная политика новой администрации США создаёт неопределённость на рынке ЦОД. В течение всего нескольких дней были анонсированы существенные пошлины, потом были сделаны исключения, а потом ввод новых тарифов был отложен на 90 дней. Но ситуация с Китаем, ключевым игроком всей цепочки поставок, продолжает усугубляться, сообщает Datacenter Knowledge.

Для индустрии дата-центров угроза повышения цен на товары и материалы может оказать долгосрочное негативное влияние. Хотя администрация продвигает идею лидерства США в этой сфере, одновременно она проводит тарифную политику, способную отчасти поставить это лидерство под угрозу и сказаться на цепочках поставок. Отраслевые игроки и без того уже действуют в условиях возможного введения пошлин со стороны Мексики и Канады — двух ключевых торговых партнёров страны, уже пострадавших от американских пошлин.

По мнению экспертов, новые пошлины повысят стоимость строительства и эксплуатации ЦОД. Часть расходов возьмут на себя участники цепочки поставок, часть — операторы и застройщики, но часть всё равно падёт на плечи непосредственных пользователей ЦОД. Хотя отмена текущих проектов из-за тарифов маловероятна, новые сборы могут повлиять на будущие инициативы, поскольку застройщики оценивают возможность перехода на альтернативные продукты и технологии, не подпадающие под действие новых ограничений. При этом считается, что спрос на ЦОД «неэластичен», поэтому увеличение расходов лишь ограниченно скажется на рынке, поскольку долгосрочные драйверы спроса не изменятся.

Источник изображения: Vardan Papikyan/unsplash.com

Если цены на строительную сталь и ключевые электрические компоненты вырастут, ввод новых мощностей в эксплуатацию значительно усложнится и замедлится. Пока эксперты задаются вопросом, как долго такие пошлины будут действовать и как это скажется на уже заказанных товарах с длительными сроками поставки. Впрочем, эксперты сходятся во мнении, что индустрия ЦОД столкнётся со значительным операционным и финансовым давлением, если тарифы в отношении полупроводников, сетевого оборудования, систем резервного питания и HVAC, а также их компонентов будут действовать долго.

При этом увеличатся не только капитальные затраты из-за подорожания оборудования и материалов, но и эксплуатационные расходы, если придётся переходить на альтернативных поставщиков оборудования. Более того, может уменьшиться маржинальность ЦОД, которые будут пытаться поддерживать конкурентоспособные цены. Кроме того, возможен срыв графика поставок из-за усложнившегося таможенного оформления. Не исключены и менее очевидные последствия вроде потенциальной фрагментации цепочек поставок, ориентирования на «конкурирующие» технические стандарты и др. Также не исключена локализация ЦОД в местах, где влияние тарифов незначительно.

Источник изображения: Etienne Girardet/unsplash.com

По словам аналитиков Synergy Research Group, одна из главных проблем — неопределённость, которая часто хуже, чем плохие новости. Крупным инфраструктурным предприятиям нужны долгосрочные планы и крупные инвестиции. Хотя основные движущие силы рынка останутся неизменными, в краткосрочной перспективе неопределённость сможет создать значимые препятствия для бизнеса. Сейчас для операторов ЦОД одной из ключевых статей расходов является энергоснабжение, так что рост расходов наверняка будет переложен на клиентов. Допускается, что краткосрочный рост затрат может быть компенсирован благодаря инновациям. Например, интерес к ядерной энергетике наблюдался ещё до появления новых тарифов.

Впрочем, из-за стремительного развития ИИ рынок ЦОД, вероятно, останется весьма устойчивым. Отмечается, что рост спроса на ИИ-сервисы крупные поставщики услуг, включая AWS, Microsoft и Google, смогут компенсировать любые краткосрочные издержки, хотя не исключена передача удалённым сотрудникам некоторых функций вроде техподдержки.

Ранее сообщалось, что в отрасли ЦОД готовятся к росту цен на серверы из-за торговой политики Трампа.Также появилась информация, что поставщики памяти, накопителей и СХД в основном проиграют от торговой войны США. Впрочем, во всём можно найти положительные моменты. Например, тайваньский производитель серверов Wistron инвестирует $50 млн в производство в США на фоне новых пошлин.

Согласно исследованию Международного энергетического агентства (IEA), потребление электроэнергии в ЦОД во всём мире вырастет к 2030 году до 945 ТВт·ч с 415 ТВт·ч в 2024 году. По итогам прошлого года на дата-центры пришлось 1,5 % мирового потребления электроэнергии. На ЦОД в США пришлась наибольшая доля потребления (45 %), за ними следуют Китай (25 %) и Европа (15 %). Глобальное потребление электроэнергии дата-центрами росло с 2017 года примерно на 12 % в год, что более чем в четыре раза превышает темпы роста мирового энергопотребления в целом.

Ожидается, что к 2030 году в США потребление электроэнергии дата-центрами увеличится более чем на 240 ТВт·ч, что на 130 % больше, чем в 2024 году, а в Китае — на 175 ТВт·ч (рост на 170 %). В Европе прогнозируется рост на 45 ТВт·ч (+70 %), в Японии — на 15 ТВт·ч (+80 %), приводит цифры из исследования Data Center Dynamics.

ИИ ЦОД могут потреблять столько же электроэнергии, сколько энергоёмкие производства, например, заводы по выпуску алюминия, но они более сконцентрированы географически. Почти половина мощностей ЦОД в Соединённых Штатах приходится на пять региональных кластеров. Отказ от кластерной модели может наблюдаться в регионах с изобилием энергии, таких как Техас, где существует избыток доступной энергии.

Источник изображений: IEA

Для удовлетворения спроса ЦОД потребуется весь спектр энергетических активов. Исследователи ожидают, что производство возобновляемой энергии для удовлетворения спроса ЦОД вырастет к 2035 году более чем на 450 ТВт·ч. В настоящее время возобновляемые источники энергии — в первую очередь ветер, солнечные установки и гидроэнергия — поставляют 27 % всей потребляемой ЦОД электроэнергии. К 2030 году, как ожидается, их доля вырастет до 50 %, в основном за счет роста ветряной и солнечной энергетики.

В настоящее время природный газ обеспечивает 26 % электроэнергии, потребляемой ЦОД, а ядерная энергия — 15 %. IEA прогнозирует рост потребления электроэнергии, получаемой с использованием природного газа, на 175 ТВт·ч. Большая часть роста будет приходиться на США, где администрация уже объявила о новых газовых генерирующих мощностях для обслуживания ЦОД. Более того, поддержку получило и развитие угольного сектора.

IEA ожидает, что на ЦОД будет приходиться около 10 % роста мирового спроса на электроэнергию к 2030 году, что меньше, чем у промышленных двигателей, кондиционеров в домах и офисах или электромобилей. Рост варьируется в зависимости от того, насколько развита экономика страны, при этом рост потребления ЦОД электроэнергии в развивающихся странах составит около 5 %, а в развитых экономиках — до 20 %.

IEA предупредило, что если не будут осуществлены значительные инвестиции в инфраструктуру поставок электроэнергии, до 20 % запланированных проектов ЦОД могут оказаться под угрозой задержек. Кроме того, в исследовании сообщается о возможных проблемах с поставками генерирующего оборудования, поскольку производители будут пытаться удовлетворить спрос в соответствии с ростом сектора.

Согласно исследованию, для снижения нагрузки на сеть дата-центров, особенно предназначенных для обработки ИИ-нагрузок, операторы могут более гибко использовать доступные серверные мощности, резервную генерацию и энергохранилища. Поставщики электроэнергии также могут стимулировать операторов ЦОД размещать свои объекты в районах с меньшими ограничениями для энергосетей.

Между тем ИИ может сыграть весомую роль в повышении энергоэффективности. IEA утверждает, что ИИ может оптимизировать энергоснабжение и поставку полезных ископаемых, производство и передачу электроэнергии, а также потребление энергии. Согласно исследованию, энергетический сектор пока не смог воспользоваться преимуществами ИИ из-за недостаточного доступа к данным, цифровой инфраструктуре и навыкам, а также постоянных проблем с цифровой и физической безопасностью.

В отчёте также рассматривается влияние роста мощностей ИИ ЦОД на глобальные цепочки поставок. Ожидается, что к 2030 году резко вырастет спрос на галлий, используемый в вычислительных чипах и силовой электронике. На Китай приходится 99 % мировых поставок очищенного галлия, что, по мнению исследователей, увеличивает риск того, что его поставки могут стать ещё более ограниченными, и это приведёт к задержкам в развёртывании ЦОД по всему миру.

Исследователи отметили, что опасения по поводу того, что ИИ может ускорить изменение климата, кажутся преувеличенными, как и ожидания того, что ИИ в одиночку решит эту проблему. Выбросы от потребления электроэнергии ЦОД, как ожидается, вырастут со 180 млн т парниковых газов в 2024 году до 300 млн т к 2035 году при базовом сценарии и до 500 млн т при сценарии «подъёма». Хотя эти объёмы остаются ниже 1,5 % от общих выбросов энергетического сектора в этот период, ЦОД являются одними из самых быстрорастущих источников выбросов.

Компания Gartner подвела итоги исследования глобального рынка генеративного ИИ (GenAI) в 2024 году: расходы достигли $364,96 млрд, что на 336,7 % больше по сравнению с предыдущим годом, когда объём отрасли оценивался в $83,57 млрд. Аналитики полагают, что в дальнейшем затраты продолжат увеличиваться, но темпы роста снизятся.

Gartner учитывает поставки ИИ-серверов и различного оборудования, включая персональные компьютеры с поддержкой ИИ, а также расходы в сегменте ПО и услуг. Основную часть выручки приносят аппаратные решения.

В частности, в 2024 году продажи серверов для задач ИИ, по оценкам, достигли $135,64 млрд — это на 154,7 % больше, чем годом ранее. Всевозможные устройства с функциями ИИ обеспечили $199,6 млрд с ростом на 845,5 % в годовом исчислении. В сегменте ПО отмечен рост на 255,1 % — до $19,16 млрд, тогда как услуги принесли $10,57 млрд, показав прибавку в 177,0 % по отношению к 2023-му.

Источник изображения: unsplash.com / Steve Johnson

Аналитики Gartner прогнозируют, что в 2025 году затраты на мировом рынке GenAI увеличатся на 76,4 %, достигнув $643,86 млрд. Причём около 80 % от этой суммы придётся на оборудование. Ожидается, что продажи серверов в годовом исчислении поднимутся на 33,1 %, составив $180,62 млрд. Всевозможные устройства с ИИ принесут $398,32 млрд, показав рост на 99,5 %. В сегменте ПО прогнозируется прибавка в 93,9 % — до $37,16 млрд. Услуги обеспечат около $27,76 млрд с ростом на 162,6 % по сравнению с 2024 годом. В целом, аналитики полагают, что технологии ИИ станут неотъемлемой частью многих бизнес-операций и продуктов для корпоративного и потребительского секторов.

По оценкам компании International Data Corporation (IDC), мировые затраты на облачную инфраструктуру в IV квартале 2024 года достигли $67 млрд: это на 99,3 %, т.е. практически в два раза, больше по сравнению с аналогичным периодом предыдущего года. При этом необлачный сегмент показал рост на 25,8 % — до $22 млрд.

Аналитики учитывают продажи серверов и СХД для выделенных и публичных облачных платформ. Главным драйвером отрасли является ИИ, в частности, «рассуждающие» модели и агенты ИИ. Облачные провайдеры активно закупают дорогостоящие системы с ускорителями на базе GPU, а также инвестируют средства в расширение сетей дата-центров.

Расходы на публичную облачную инфраструктуру достигли $57 млрд в IV квартале 2024 года, увеличившись на 124,4 % по сравнению с предыдущим годом. В секторе выделенных облаков отмечен рост на 21,8 % в годовом исчислении — до $10 млрд. Таким образом, на публичные платформы пришлось 64,0 % от общих затрат.

Источник изображения: IDC

В географическом разрезе расходы на облачную инфраструктуру в последней четверти 2024 года увеличились во всех регионах. В частности, максимальный рост зафиксирован в Канаде и США — плюс 151,8 % и 125,3 % в годовом исчислении соответственно. Китай, Япония, Азиатско-Тихоокеанский регион (за исключением КНР и Японии), Западная Европа, Ближний Восток / Африка, а также Латинская Америка показали прибавку в 99,6 %, 76,2 %, 48,0 %, 36,8 %, 28,1 % и 14,3 % соответственно. В Центральной и Восточной Европе отмечено увеличение на 5,6 %.

IDC прогнозирует, что в 2025 году расходы на облачную инфраструктуру поднимутся на 33,3 % по сравнению с 2024-м, составив $271,5 млрд. При этом публичные платформы покажут рост на 25,7 % в годовом исчислении — до $213,7 млрд. В сегменте выделенных облаков ожидается прибавка около 71,8 % — до $57,8 млрд. Расходы на необлачную инфраструктуру, по мнению IDC, в 2025 году снизятся на 4,9 %, составив $68,1 млрд.