Революция ИИ достаточно прожорлива, чтобы поглотить двадцать процентов американской энергосети

Дата-центры в Соединенных Штатах к 2035 году будут потреблять 200 гигаватт электроэнергии. Эта цифра в четыре раза превышает объем электричества, который эти объекты используют сегодня. Согласно недавним данным BloombergNEF, серверные фермы вскоре будут обеспечивать одну пятую всей электроэнергии, вырабатываемой в стране. Этот сдвиг не является постепенной тенденцией. Это мощный скачок, вызванный глобальной гонкой по созданию и запуску искусственного интеллекта. Чтобы представить это в перспективе: энергия, необходимая для поддержания наших цифровых привычек, растет настолько быстро, что предыдущие прогнозы уже устарели.

Если смотреть на общую картину, спрос на электроэнергию опережает возможности энергетических компаний по строительству новых сетей и станций. В конце 2023 года аналитики ожидали гораздо более низкого роста. Теперь оценки на 2035 год на 83% выше, чем всего шесть месяцев назад. Другие организации, включая некоммерческую организацию электроэнергетической отрасли EPRI и S&P, аналогичным образом повысили свои прогнозы. Причина проста. Мы перешли из эры простого хранения данных в эру интенсивных вычислений.

Почему искусственный интеллект потребляет так много энергии

Для обычного пользователя поисковый запрос или запрос на создание изображения кажутся мгновенными и невесомыми. Однако за профессиональным жаргоном скрывается ИИ — неутомимый стажер, которому для работы требуется огромное количество физической энергии. Традиционные дата-центры в основном хранили информацию, такую как фотографии, электронные письма и документы. Эти задачи относительно нетребовательны к электричеству. ИИ — другое дело. Он требует двух отдельных, энергоемких этапов: обучения и инференса (вывода).

Обучение — это процесс, в котором модель учится на огромных объемах данных. Это происходит на тысячах специализированных чипов, работающих на полную мощность в течение нескольких месяцев подряд. Инференс — это то, что происходит, когда вы фактически используете ИИ. Каждый раз, когда чат-бот отвечает на вопрос, он потребляет больше энергии, чем стандартный поиск в Google. BloombergNEF прогнозирует, что почти половина всех мощностей дата-центров вскоре будет направлена на эти два процесса ИИ. К 2033 году в США будет сосредоточено 64% мировых чипов ИИ. Такая концентрация оборудования создает локальный голод на электроэнергию, который могут удовлетворить немногие региональные сети.

Невидимый хребет достигает точки перелома

Тяжелая промышленность — это невидимый хребет современной жизни, а дата-центры — это новые сталелитейные заводы цифровой эпохи. Большинство этих объектов распределены по стране неравномерно. Они группируются в определенных регионах, где много оптоволоконных кабелей и налоговых льгот. PJM Interconnection является ярким примером. Эта сеть охватывает территорию от Вирджинии до Иллинойса и включает район, известный как «Аллея дата-центров».

С практической точки зрения, концентрация серверов в Северной Вирджинии настолько высока, что сеть с трудом справляется с нагрузкой. PJM ожидает, что 34% ее электроэнергии в конечном итоге будет уходить в дата-центры. Ситуация настолько напряженная, что оператор сети перестал принимать новые заявки на подключение на четыре года. Эта пауза была попыткой справиться с накопившимися энергетическими проектами. Когда сеть не может добавлять новые источники энергии достаточно быстро, чтобы удовлетворить спрос, за это платят существующие пользователи. В регионе PJM цены на электроэнергию выросли на 76% за последний год. Это прямое следствие дисбаланса спроса и предложения, созданного быстрым расширением серверных складов.

Техас и глобальный энергетический аппетит

Техас — еще один крупный фронт в этой энергетической войне. Сеть ERCOT, которая работает независимо от остальной части страны, к следующему десятилетию, вероятно, будет выделять 22% своей генерирующей мощности на дата-центры. Техас привлекает эти проекты благодаря своему дерегулированному рынку и обилию ветровой и солнечной энергии. Однако масштабы спроса со стороны ИИ проверяют на прочность даже самые гибкие системы.

Если масштабировать взгляд, то это глобальный феномен. Если внедрение ИИ продолжится нынешними агрессивными темпами, к 2033 году дата-центры создадут во всем мире новый спрос на электроэнергию в размере 1 935 тераватт-часов. Это почти столько же электроэнергии, сколько вся Индия потребляет за один год. Хотя США в настоящее время являются лидером в этой области, другие страны спешат строить собственную инфраструктуру, чтобы не зависеть от американских чипов. Это создает циклическую проблему, когда каждая нация конкурирует за одно и то же энергетическое оборудование и сырье.

Что это значит для ваших ежемесячных расходов

Для большинства людей расширение дата-центров кажется далекой корпоративной проблемой. Реальность более персональна. Когда коммунальная компания, такая как American Electric Power, угрожает выйти из региональной сети из-за перегрузок, это сигнализирует о системном сбое. Коммунальные службы должны тратить миллиарды долларов на новые высоковольтные линии электропередачи и электростанции, чтобы обслуживать этих новых массивных клиентов.

Во многих штатах стоимость этих обновлений перекладывается на бытовых потребителей. Даже если вы никогда не пользуетесь инструментами ИИ, ваш ежемесячный счет может вырасти, чтобы оплатить инфраструктуру, которая их поддерживает. Изучение заявок на тарифы вашей местной коммунальной службы часто показывает, что «модернизация сети» — это эвфемизм для строительства мощных линий, необходимых дата-центрам. С точки зрения потребителя, удобство цифровых услуг больше не является бесплатным удовольствием. Мы платим за него через наши тарифы на коммунальные услуги, а не через прямую абонентскую плату.

Переход к децентрализованным решениям

По сути, нынешняя модель строительства массивных централизованных серверных ферм упирается в стену. Компании, такие как Microsoft и Google, ищут способы генерировать собственную энергию на месте. Некоторые даже изучают малые модульные ядерные реакторы, чтобы полностью обойти общественную сеть. Этот шаг является практическим ответом на тот факт, что ожидание подключения к стандартной сети теперь занимает годы.

В конечном счете, технологическая индустрия сама становится поставщиком коммунальных услуг. Это разрушительный сдвиг в том, как мы воспринимаем интернет. В прошлом сеть была программным слоем, который располагался поверх существующей физической инфраструктуры. Теперь интернет является основным драйвером развития физической инфраструктуры. Цифровая «сырая нефть» в виде чипов и электричества теперь так же волатильна и ценна, как физическая нефть, которая питала XX век.

Новый взгляд на цифровой мир

Суть в том, что наши цифровые привычки имеют ощутимый след в физическом мире. Каждое видео высокого разрешения, каждое фото в облаке и каждый сгенерированный ИИ абзац требуют импульса электричества от электростанции. По мере приближения к 2035 году различие между «виртуальным» и «реальным» миром будет продолжать стираться.

Вам стоит наблюдать за своими цифровыми привычками, помня об этих энергетических затратах. Хотя индивидуальные усилия по экономии невелики, коллективный спрос на круглосуточную высокоскоростную обработку данных меняет нашу национальную инфраструктуру. Мы переходим в мир, где энергосеть проектируется уже не для людей, а для машин, которые их обслуживают. Понимание этой невидимой промышленной механики — первый шаг к осознанию того, почему стоимость жизни и стоимость пребывания на связи меняются так быстро.

Источники
BloombergNEF: 2024 Data Center Power Demand Report
Electric Power Research Institute (EPRI): 2024 Energy Consumption Forecasts
PJM Interconnection: 2024 Capacity Auction Results
S&P Global Market Intelligence: Infrastructure and Energy Report Q2 2026