AWS рассказала об инновациях, внедряемых в её ЦОД для поддержки ИИ-нагрузкок следующего поколения. По данным DataCenter Dynamics, нововведения связаны в первую очередь с электропитанием и охлаждением. Они направлены на повышение энергоэффективности дата-центров AWS. Первые ЦОД на базе новой архитектуры заработают в начале 2025 года.

Новые решения в свежих новых дата-центрах компании по всему миру, а некоторые начнут применять уже на существующих объектах. В компании подчёркивают, что решения изначально спроектированы как модульные, поэтому возможная поэтапная модернизация площадок для внедрения СЖО, повышения энергоэффективности и снижения углеродного следа. Так, AWS упростит электрическую и механическую структуру новых ЦОД, чтобы облегчит их обслуживание и повысить надёжность.

В частности, упростится подход к распределению энергии внутри ЦОД, а источники резервного питания будут размещаться ближе к стойкам. Это позволит повысить доступность инфраструктуры до 99,9999 % времени, а количество стоек, которых могут коснуться проблемы с энергоснабжением, снизится на 89 %. Также уменьшится количество вентиляторов для отвода горячего воздуха. Вместо этого будет применяться естественный перепад давления, что положительно скажется на энергопотреблении. Вместе с тем AWS намерено вшестеро увеличить мощность стойки в следующие два года, и ещё втрое — в будущем.

Впрочем, в ИИ-серверах, где мощность ускорителей приближается к 1 кВт, без СЖО обойтись сложно. AWS готовит суперкластеры Project Rainier и Project Ceiba на базе AWS Tranium2 и NVIDIA Blackwell соответственно, поэтому она вместе с крупным производителем СЖО будет внедрять прямое жидкостное охлаждение и в новых, и в старых ЦОД. В некоторых случаях будет использоваться и гибридное охлаждение. Одним из главных плюсов новой архитектуры охлаждения является гибкость — акцент на воздушное или жидкостное охлаждение будет делаться в зависимости от потребностей оборудования и возможностей конкретных дата-центров.

Источник изображений: AWS

Заодно AWS использовала имеющиеся данные и генеративный ИИ для поиска наиболее эффективного способа размещения стоек в своих ЦОД, добавив ещё 12 % вычислительных мощностей на каждую площадку. Новая технология будет применяться как к новому оборудованию для ИИ-систем, так и для других типов техники. Также компания внедрила собственную систему управления механическими и электрическими устройствами — она поможет стандартизировать мониторинг и эксплуатацию дата-центров.

Наконец, предприняты усилия по повышению экобезопасности дата-центров. AWS заявила, что новая архитектура охлаждения снизит потребление энергии на 46 % во времена пиковых нагрузок без увеличения потребления воды. Доля углеродных выбросов при производстве бетона, используемого при строительстве ЦОД, уменьшена на 35 % относительно средней по отрасли, кроме того, на 35 % сокращается потребление стали в целом, а та, что используется, поступает из электродуговых печей, а не газовых, что сокращает косвенные выбросы. Наконец, резервные генераторы AWS переведут на возобновляемое дизельное топливо.

Дополнительно AWS совместно с Orbital Materials запустила пилотный проект по тестированию разработанного с помощью ИИ материала, помогающего захватывать в дата-центрах углекислый газ — речь идёт о «губке на атомном уровне», взаимодействующей только с молекулами углекислоты. Тестирование материала, три года разрабатывавшегося компаниями, начнётся в начале 2025 года. По данным Orbital, новый материал значительно дешевле аналогов. В дальнейшем стартап планирует испытать разработанные с помощью ИИ технологии для экономии воды и охлаждения чипов.

DataCenter Dynamics также отмечает, что AWS впервые раскрыла показатель PUE своих дата-центров. В среднем он составляет 1,15, а самая лучшая площадка достигла 1,04. Для сравнения: у Google эти показатели составляют 1,1 и 1,06 соответственно, у Microsoft — 1,18 и 1,12 (у новых объектов). ЦОД Meta✴ в среднем имеют PUE около 1,08, а Oracle говорит об 1,15.

Китайский IT-гигант Tencent официально запустила гибридный микросетевой проект при дата-центре в провинции Хэбэй. Для питания ЦОД будет применяться как ветряная, так и солнечная энергия, а также резервы, накопленные в аккумуляторном хранилище (BESS), сообщает Datacenter Dynamics. Общая установленная мощность составит 10,99 МВт, ежегодно предполагается генерировать до 14 ГВт∙ч.

Компания намерена стать углеродно-нейтральной к 2030 году и заявляет, что на возобновляемую энергию уже приходится 54 % ежегодного потребления её дата-центров — более 70 % построенных Tencent кампусов пользуются плодами «зелёной» энергетики.

Ранее Tencent уже внедрила микросетевые решения в своих ЦОД. В январе 2024 года она официально ввела в эксплуатацию солнечную электростанцию на объекте Tencent Tianjin High-Tech Cloud Data Center в Китае. Её установленная мощность составляет 10,54 МВт солнечной энергии, генерируется до 12 ГВт∙ч ежегодно.

Источник изображения: Theodor Lundqvist/unsplash.com

Компания разработала комплексный подход для борьбы с неравномерной поставкой энергии. В частности, она запасает избытки энергии, которые можно использовать для резервного питания в случае перебоев питания или просто нехватки электричества. Наконец, компания использует ИИ-систему для управления потребностями объекта.

Южнокорейская государственная коммунальная компания Korea Southeast Power и занимающаяся проектированием, закупками и строительством Samsung C&T подписали меморандум о взаимопонимании с региональными властями провинции Чунгнам (Чуннам) о строительстве «энергетического хаба» Dangjin Green Energy Hub. Фактически речь идёт об электростанции на водородных топливных элементах, сообщает Datacenter Dynamics.

Это первая в Южной Корее электростанция на 900 МВт, генерирующая энергию с помощью водородных топливных ячеек. Совместно с энергохранилищем на 300 МВт (ёмкость не уточняется) станция будет обеспечивать работу крупномасштабного дата-центра. По предварительным оценкам, реализация проекта обойдётся в $1,7 млрд, из которых только на строительство самого ЦОД будет потрачено $860 млн. Коммерческая эксплуатация должна начаться к 2032 году.

В рамках проекта будет генерироваться «зелёный» водород, получаемый от местных поставщиков, использующих для его производства экобезопасные технологии. Впоследствии предполагается питание от водорода не только ЦОД, но и региональных промышленных комплексов. Аккумуляторное энергохранилище (BESS), состоящее из трёх 100-МВт модулей, будет пополняться за счёт солнечной энергии и использоваться для обеспечения стабильного снабжения дата-центра и других объектов.

Источник изображения: rawkkim/unsplash.com

Проектов на водороде довольно много. В апреле сообщалось о том, что водородные элементы запитают суперкомпьютерный центр Texas Advanced Computing Center. В сентябре сообщалось, что ECL построит гигантский «зелёный» водородный ЦОД TerraSite-TX1. Тогда же появилась информация, что Microsoft при поддержке ESB на время запитает свой дублинский ЦОД от водородных топливных ячеек GeoPura.

Корпорация Microsoft в сотрудничестве с Meta✴ представила дизайн серверной стойки нового поколения для дата-центров, ориентированных на задачи ИИ. Спецификации системы, получившей название Mt. Diablo, предоставляются участникам проекта Open Compute Project (OCP).

Отмечается, что инфраструктура ЦОД постоянно эволюционирует, а наиболее значительное влияние на неё оказывает стремительное внедрение ИИ. Тогда как традиционные стойки с вычислительным оборудованием и средствами хранения данных имеют мощность максимум до 20 кВт, при размещении современных ИИ-ускорителей этот показатель исчисляется сотнями киловатт. В результате при развёртывании дата-центров могут возникать различные сложности.

Идея Mt. Diablo заключается в разделении стойки на независимые шкафы для компонентов подсистемы питания и вычислительного оборудования. То есть, речь идёт о дезагрегированной архитектуре, позволяющей гибко регулировать мощность в соответствии с меняющимися требованиями.

Источник изображения: Microsoft

Одним из ключевых преимуществ нового подхода является оптимизация пространства. Утверждается, что в каждой серверной стойке можно размещать на 35 % больше ИИ-ускорителей по сравнению с традиционным дизайном. Ещё одним достоинством названа масштабируемость: конфигурацию стойки питания можно изменять в соответствии с растущими потребностями. Плюс к этому модульная конструкция позволяет реализовывать несколько проектов одновременно.

Отмечается, что в современных OCP-системах уже используется единая шина питания постоянного тока с напряжением 48 В. В случае с новым дизайном возможен переход на архитектуру 400 В DC. Это открывает путь для создания более мощных и эффективных систем ИИ. Однако для внедрения стандарта 400 В потребуется общеотраслевая стандартизация. В индивидуальных проектах — например, суперкомпьютерах — для питания узлов уже используется шина HVDC.

Американская энергетическая компания Duke Energy подписала соглашение о присоединении к своей энергосети ЦОД общей ёмкостью 2 ГВт, передаёт Datacenter Dynamics. В ходе финансового отчёта за III квартал 2024 года представитель компании объявил, что проекты, о которых объявлено сейчас, заработают 2027–2028 гг. Сейчас около половины генерирующих мощностей компании приходятся на АЭС. Вероятным клиентом Duke Energy называют Microsoft.

Компания не сообщила, исходил ли заказ 2 ГВт от одного или нескольких клиентов, но уточнила, что подобные соглашения подписываются только тогда, когда клиент получает по закону землю для строительства. В Duke Energy отказались говорить о том, связано ли выделение мощностей с недавним приобретением Microsoft участка площадью порядка 545 га в Северной Каролине за $26,85 млн, который находится в зоне обслуживания Duke Energy.

Источник изображения: Paul Pastourmatzis/unsplash.com

Компания сообщила, что ведёт переговоры с несколькими клиентами, заинтересованными в проектах в Южной и Северной Каролине. По словам компании, заказчиков привлекает доступность «безуглеродной» атомной энергии. В октябре Duke Energy подписала меморандум о взаимопонимании с Amazon, Google, Microsoft и Nucor о развитии возобновляемой энергетики в Северной и Южной Каролине.

В последнее время атомная энергия действительно становится всё более востребованной, всё больше сделок заключается между гиперскейлерами и операторами АЭС. В США Microsoft, AWS и Google уже заключили соглашения того или иного рода, предусматривающие использование атомной энергии. В прошлом месяце NextEra Energy сообщала, что рассматривает возобновление работы АЭС Duane Arnold в Айове из-за большого интереса операторов ЦОД.

Компания Entergy предлагает построить в штате Луизиана (США) газовую электростанцию стоимостью $3,2 млрд, которая будет предназначена для прямого снабжения близлежащего дата-центра, сообщает Datacenter Dynamics. Согласно документации, поданной в Комиссию по коммунальным услугам Луизианы (PSC), речь идёт о строительстве электростанции мощностью 1,5 ГВт на участке площадью около 567 га.

Оператор ЦОД, с которым планируется сотрудничество, пока не называется. Entergy утверждает, что реализация проекта станет «переломным моментом» для региона и теперь компания добивается разрешения PSC на строительство электростанции в течение 10 месяцев. В Entergy заявили, что рассматривали альтернативные варианты с использованием для питания ЦОД энергии ветра и солнца, но в итоге всё равно пришли к выводу, что без электростанции на природном газе не обойтись для обеспечения стабильного электропитания.

Источник изображения: Nick Fewings/unsplash.com

Чтобы компенсировать возможные последствия для экологии, оператор ЦОД вместе с Entergy построит солнечную электростанцию в другом месте или подпишет PPA. Также ожидается, что компания внесёт свой вклад в строительство на новой газовой электростанции Lake Charles мощностью 994 МВт, принадлежащей Entergy Louisiana оборудования для захвата и хранения углеродных выбросов.

Инициатива Entergy — лишь одна в череде похожих проектов. Многие коммунальные компании США подчёркивают, что ископаемое топливо всё чаще рассматривается, как вполне допустимый источник энергии из-за растущего спроса со стороны ИИ ЦОД. Некоторые операторы энергосетей в США считают, что в краткосрочной перспективе ЦОД могут получать питание от газовых электростанций на время перехода к использованию источников энергии с низкими выбросами углекислого газа. Это особенно актуально из-за активного развития региональных ЦОД.

В октябре появился отчёт S&P Global, в котором утверждается, что спрос на природный газ для питания ЦОД может вырасти до 85–170 млн м³ в день, поскольку в отрасли отмечаются трудности с поиском источников энергии для внедрения новых ИИ-мощностей. В США довольно гибко относятся к «зелёной повестке» — не так давно сообщалось о возможном строительстве новых АЭС на территории старых атомных и угольных электростанций, а в октябре Штаты впервые выделили средства на перезапуск остановленной АЭС и покупку её энергии.

Разработчик газовых топливных элементов Bloom Energy подписал с одной из крупнейших энергетических компаний США — American Electric Power (AEP) соглашение о поставке твердооксидных ячеек (SOFC) совокупной мощностью до 1 ГВт, которые AEP намерена использовать в качестве ещё одного источника питания ИИ ЦОД. Изначально AEP рассчитывает получить 100 МВт, а в 2025 году заказать ещё одну партию элементов, сообщает Datacenter Dynamics.

Топливные элементы Bloom Energy могут работать на водороде или любых смесях природных газов. Впрочем, на данный момент речь идёт только об использовании природного газа, который не считается в отрасли по-настоящему «зелёным» в отличие от некоторых видов водорода.

Bloom Energy уже заключила несколько знаковых сделок в секторе ЦОД в 2024 году. В июле облачный провайдер CoreWeave сообщил о намерении внедрять топливные ячейки Bloom в Иллинойсе. Ожидается, что система питания на их основе будет готова к сдаче в III квартале 2025 года. В июле же Bloom Energy заключила соглашение на 15 лет о поставке планируемому дата-центру AWS в Кремниевой долине Amazon (AWS) 20 МВт от топливных элементов.

Источник изображения: Bloom Energy

Впрочем, у компании в 2024 году были и некоторые проблемы с реализацией проектов. В июне Amazon отказалась от контракта на покупку ячеек для ЦОД в Орегоне, хотя Bloom Energy в этом не виновата. В 2023 году стороны заключили соглашение, предусматривавшее поставку элементов на 24 МВт. На тот момент их продвигали в качестве локального низкоуглеродного источника питания трёх ЦОД AWS. Однако в данной местности большая часть энергии поступает от ГЭС, поэтому местный регулятор решил, что использование топливных элементов зря приведёт к выбросам, эквивалентным 250 тыс. т CO₂ ежегодно.

Консорциум Net Zero Innovation Hub for Data Centers ) инициировал т. н. запрос информации (RFI). Как сообщает сайт NZIH, речь идёт о первом запросе такого рода в Европе, направленном на поиск инновационных решений, способных заменить дизельные резервные генераторы.

RFI представляет собой официальный запрос, направляемый компаниям и организациям с целью сбора информации о передовых технологиях и подходах, имеющихся в их распоряжении, которые могут использоваться для решения конкретной проблемы, в данном случае — замены источников резервного питания на безуглеродные.

В консорциум входят такие известные компании, как Danfoss, Data4, Google, Microsoft, Schneider Electric и Vertiv. В NZIH объявили, что ищут решения, которые можно масштабировать до гигаваттного уровня. Инициатива, как ожидается, должна ускорить внедрение решений для резервного питания с нулевым выбросом.

В I квартале 2025 года будет проведена оценка жизнеспособности предложенных решений с технической, экономической, регуляторной и других точек зрения, а во II квартале 2025 года начнётся поиск источников финансирования, после чего, возможно, будут заключены соглашения о внедрении между владельцами инновационных технологий и участниками NIZH.

Источник изображения: NZIH

Речь идёт о возможностях для широкого круга компаний, в том числе тех, чьи решения находятся на раннем этапе коммерциализации. Инициативу планируется реализовать в три этапа. Предполагается:

• согласовать и стандартизировать требования с учётом специфика отрасли ЦОД;
• определить инновационные решения, масштабируемые и поддерживаемые цепочкой поставок, потенциально готовые к внедрению в гигаваттных масштабах;
• реализовать первичные пилотные проекты с привлечением государственных и частных инвестиций.

Как сообщается на сайте консорциума, внедрение передовых «чистых» технологий часто сталкиваются с препятствиями, во многом из-за новизны и высоких рисков на ранних стадиях. Выступая «агрегатором» спроса на такие технологии и создавая новые коммерческие структуры при поддержки крупнейших заказчиков, NIZH со своей инициативой пытается снизить риск для инновационных проектов, разработчиков, энергетических компаний, обеспечивая при этом возможность получения инвестиций.

Инновационный аспект решений может быть представлен разработчиками — речь может идти о технологии, бизнес-модели или других аспектах или их комбинации. Первое предложение уже сделал один из ключевых участников консорциума — Microsoft продвигает водородную энергетику. Так, компания при поддержке ESB на время запитает свой дублинский ЦОД от водородных топливных ячеек GeoPura.

Совет директоров французского производителя энергооборудования Schneider Electric неожиданно отстранил генерального директора Питера Хервека (Peter Herweck), проработавшего в компании всего полтора года, сославшись на разногласия с ним по поводу стратегических направлений деятельности, сообщил Bloomberg.

В понедельник компания сообщила, что совет директоров незамедлительно заменяет Хервека ветераном компании Оливье Блюмом (Olivier Blum) Совет директоров Schneider Electric возглавляет Жан-Паскаль Трикуар (Jean-Pascal Tricoire), превративший Schneider в одну из крупнейших компаний Франции с рыночной стоимостью €137 млрд за 17 лет пребывания на посту её генерального директора.

Сейчас компания борется с ограничениями поставок из-за длительного периода высокого спроса, который повлиял на рост продаж в Северной Америке, особенно на рынке жилья в США. Недавно компанию оштрафовали французские регулирующие органы на €207 млн по делу о ценовом сговоре, в котором также участвовали Legrand SA и дистрибьюторы Rexel SA и Sonepar.

Источник изображения: Schneider Electric

Несмотря на проблемы, Schneider Electric подтвердила на прошлой неделе финансовые цели на текущий год. Её акции недавно подскочили до рекордного пика на фоне растущего спроса на трансформаторы, инверторы, датчики, счётчики, ПО и иные системы, вызванного бумом вокруг ЦОД, обусловленным расширением внедрения ИИ и государственной политикой, направленной на стимулирование предприятий и домохозяйств к отказу от ископаемого топлива.

Новый гендиректор, 54-летний Блум, работает в Schneider более 30 лет, является членом исполнительного комитета компании с 2014 года. За время работы он занимал ключевые должности в компании, в том числе был главой представительства в Индии и руководителем стратегического и делового направления в Китае.

В условиях острого дефицита электроэнергии на фоне бурного развития ИИ операторы ЦОД ищут дополнительные источники питания, которые не зависят от магистральных сетей. Вице-президент Schneider Electric Стивен Карлини (Steven Carlini), отвечающий за инновации и технологии для дата-центров, опубликовал статью в блоге компании, где назвал наиболее вероятные источники энергии для таких объектов в кратко-, средне- и долгосрочной перспективах.

Сегодня спрос на ёмкость ЦОД часто превышает предложение, особенно в регионах вроде Евросоюза, но девелоперы часто не могут найти достаточно энергии и земли для строительства новых объектов. Тем временем ИИ ЦОД требуют всё больших мощностей — согласно прогнозам экспертов, в США потребление электричества дата-центрами может превысить её поставки в ближайшие несколько лет, в том числе в связи с недостатком ЛЭП.

По словам Карлини, в краткосрочной перспективе дополнением к магистральным сетям могут стать газовые турбины, установленные непосредственно на территории ЦОД. Некоторые нефтегазовые компании уже ведут переговоры с операторами ЦОД, при этом к таким проектам пока не предъявляются столь же жёсткие требования, как к стандартным электросетям. В числе прочих опций — солнечная и ветряная энергия, топливные ячейки на том или ином газе. Например, Amazon (AWS) в прошлом году анонсировала планы перевести на топливные элементы некоторые объекты в Орегоне.

Источник изображения: Oliver B/unsplash.com

В среднесрочной перспективе предполагается «оживить» закрытые электростанции. Например, Microsoft заключила соглашение с Constellation Energy о возобновлении работы АЭС Three Mile Island в Пенсильвании, а AWS купила кампус ЦОД рядом с атомной электростанцией в том же штате. АЭС Duane Arnold тоже не прочь вернуть в строй. Google также рассматривает атомную энергетику как один из перспективных источников электричества.

В долгосрочной перспективе Карлини предрекает успех малым модульным реакторам (SMR). Он назвал их безопасными, надёжными, эффективными и работающими на «восстановленных» ядерных отходах. Вместе с тем SMR всё ещё должны пройти многоэтапное тестирование и получить одобрение регуляторов, а пока ни одного коммерчески доступного реактора такого типа нет.

Источник изображения: IEEFA

По поводу целесообразности SMR для ЦОД тоже есть сомнения, отмечает The Register. Согласно докладу Institute for Energy Economics and Financial Analysis (IEEFA), миниатюрные реакторы всё ещё слишком дороги (и продолжают дорожать), слишком медленно создаются и слишком «рискованны», чтобы играть значительную роль в отказе от электростанций на ископаемом топливе. В институте считают, что на SMR деньги буквально выбрасываются, хотя их можно было бы с пользой потратить на возобновляемую энергетику.

Сам Карлини считает, что единого решения для всех случаев нет — в будущем дата-центры будут получать энергию из самых разных источников, а энергосети превратятся в комплексные экосистемы с подключением классических электростанций на ископаемом топливе, газовых турбин локального значения, локальных кластеров топливных элементов и локальных же источников солнечной и ветряной энергии. Столь сложные системы должны постоянно контролироваться для бесперебойного энергоснабжения, а системы контроля, по мнению Карлини, конечно же, обеспечит Schneider Electric.