Энергопотребление американских ИИ-центров может вырасти в четыре раза к 2030 году, предупреждают эксперты

Беспрецедентный аппетит: ИИ-бум создает колоссальную нагрузку на энергосистему США

Развитие искусственного интеллекта (ИИ) в Соединенных Штатах грозит радикально увеличить нагрузку на национальную энергосистему. Согласно последним прогнозам, к 2030 году энергопотребление центров обработки данных (ЦОД), обслуживающих нужды ИИ, может увеличиться в четыре раза. Эта стремительная экспансия создает дополнительное напряжение для уже перегруженной энергетической инфраструктуры страны.

В настоящее время дата-центры в США потребляют более 4% от общего объема электроэнергии, вырабатываемой в стране. Однако, по оценкам Исследовательского института электроэнергетики (EPRI), к концу десятилетия этот показатель способен достигнуть отметки в 17% общего потребления. Директор Ок-Риджской национальной лаборатории (ORNL) Стивен Стрейффер подчеркивает, что, хотя ИИ преобразует все сферы жизни, его «аппетит к энергии не имеет аналогов».

Масштабирование вычислений и энергетические риски

Основной причиной такого резкого скачка спроса является потребность в огромных вычислительных мощностях для обучения и эксплуатации больших языковых моделей (LLM) и других передовых ИИ-систем. Обучение одной сложной модели может потребовать сотен мегаватт-часов энергии.

Рост энергопотребления ЦОД уже заметен: если в период с 2004 по 2019 год потребление оставалось относительно стабильным, то с 2020 года кривая спроса взлетела вверх, приблизившись к 7% от национального показателя к началу 2026 года. Генеративные нейросети, такие как ChatGPT, потребляют значительно больше энергии на один запрос по сравнению с традиционными поисковыми системами.

Потребление электроэнергии для питания ИИ-центров может удвоиться или утроиться в ближайшее десятилетие, что создает серьезные риски для надежности энергоснабжения.

Эксперты отмечают, что проблема не только в росте общего потребления, но и в высокой плотности мощности, необходимой для современного оборудования. Стойки с графическими процессорами (GPU), ключевыми элементами ИИ-вычислений, требуют до 150 кВт и более, что превышает возможности многих существующих инфраструктур.

Новая инициатива: Институт ЦОД следующего поколения

Для противодействия этим вызовам Министерство энергетики США объявило о запуске Института центров обработки данных следующего поколения (NGDCI) на базе ORNL. Эта инициатива призвана разработать научно-технические решения для создания безопасной, эффективной и надежной инфраструктуры ИИ.

NGDCI объединит компетенции лаборатории в области энергетических технологий, высокопроизводительных вычислений и кибербезопасности. Ключевые направления работы включают:

• Разработка систем охлаждения нового поколения для снижения энергопотребления и расхода воды.
• Управление энергопотреблением и интеграция ЦОД с энергосетями.
• Моделирование и прогнозирование потребностей инфраструктуры, опираясь на существующий проект MEGA-DC.

В работе института примут участие крупные технологические партнеры, включая AMD, NVIDIA, Carrier Energy и Chemours, которые сосредоточатся на создании энергоэффективных архитектур.

Последствия и мировая перспектива

Увеличение доли энергопотребления дата-центров ставит вопрос о необходимости модернизации всей энергетической инфраструктуры США. По прогнозам, до 20% запланированных к строительству ЦОД могут столкнуться с задержками при подключении к сети из-за нехватки доступных мощностей.

На глобальном уровне ситуация схожа: по некоторым оценкам, к 2030 году ИИ может потреблять до 10% всей мировой электроэнергии. В таких регионах, как Виргиния (США) или Ирландия, электросети уже испытывают трудности из-за высокой концентрации дата-центров. Решением может стать как перераспределение вычислительных мощностей в регионы с избытком энергии, так и ускоренное внедрение возобновляемых источников, а также разработка более энергоэффективных чипов и моделей ИИ.

Инвестиции в инфраструктуру как необходимое условие

Помимо технологических прорывов, эксперты указывают на финансовую сторону вопроса. По оценкам McKinsey, глобальные расходы на инфраструктуру дата-центров могут достичь 7 триллионов долларов к 2030 году, причем более 40% из этой суммы придется на Соединенные Штаты. Обеспечение устойчивого развития ИИ напрямую зависит от готовности вкладывать средства в надежное и «умное» энергоснабжение.