AI-datasentre: strømslukere eller strømnettets redning?

Nøkkelinnsikt

• I motsetning til sykehus og hjem kan AI-oppgaver forskyves, bremses og flyttes uten at brukerne merker det. Det gjør datasentre til unike ressurser for strømnettet.
• Sol gir strøm på dagtid, men forbruket topper seg om kvelden. Strømfleksible datasentre kan absorbere dette misforholdet i dag, uten å vente på ny infrastruktur.
• I Virginia venter AI-datasentre allerede 5 til 7 år på å koble seg til strømnettet. Fleksibilitet kan la dem hoppe over køen og dermed gjøre AI tilgjengelig raskere.

Kort fortalt

AI-datasentre har fått rykte som strømsluker. Det er ikke feil. Men Ayşe Coskun, professor i elektro- og datateknikk og prodekan ved Boston University og sjefforsker i Emerald AI, mener det er bare halve historien. Datasentre kan faktisk bli strømnettets mest fleksible forbrukere. Og den fleksibiliteten kan bidra til å stabilisere nettet alle er bekymret for.

Forskningen hennes viser at teknologien som skaper denne energikrisen, kanskje er smart nok til å løse den — og etter tolv år på tavle og i lab kjører systemet nå i produksjon.

Problemet alle kjenner til

Nye AI-datasenterprosjekter i USA ber om strømmengder på linje med hele byer. I flere regioner klarer ikke kraftselskapene å holde følge.

Tallene er vanskelige å overse. Bare treningen av GPT-4 er anslått å ha brukt like mye strøm som tusenvis av amerikanske husholdninger bruker på et år. I Irland står datasentre nå for nesten 20 prosent av landets totale strømforbruk. I Virginias datasenterdistrikt har innbyggerne allerede sett strømregningene sine stige med 20 prosent sammenlignet med bare noen år tilbake.

Strømsluker-stempelet virker fortjent. Men Coskun sier dette er bare halvparten av historien.

Den andre siden: virtuelle batterier

Her er innsikten som snur perspektivet. I motsetning til sykehus og hjem kan de fleste AI-beregninger vente. En forsker som analyserer hundrevis av medisinske bilder med AI, tåler å vente noen ekstra minutter. Et team som finjusterer en modell over flere dager, tåler noen tregere timer. Denne iboende fleksibiliteten i databehandling er nettopp den fleksibiliteten et strømnett trenger.

Coskun beskriver det som å gjøre datasentre til nettets muskler, som bøyer seg etter behov. Tenk på det som et virtuelt batteri. I stedet for å lagre strøm fysisk absorberer et datasenter overskuddsenergi når nettet har for mye, og skrur ned når nettet er presset. Ingen ny maskinvare. Ingen nye kraftverk.

Dette betyr enda mer fordi AI-boomen og fornybar-boomen kommer samtidig. Vind og sol følger ikke menneskenes skjema. Sol gir et overskudd av strøm midt på dagen, mens forbruket topper seg om kvelden. Et strømfleksibelt datasenter kan ta unna dette overskuddet i stedet for å la det gå til spille, og deretter trappe ned når etterspørselen stiger om kvelden.

Slik fungerer det i praksis

Coskunns forskning har resultert i tre kjernestrategier: effektbegrensning, arbeidsforskyvning og bruk av datasentre som fleksible reserver for strømnettet.

Effektbegrensning betyr å sette et tak på hvor mye strøm et datasenter trekker i kritiske øyeblikk for nettet. Arbeidsforskyvning betyr å flytte beregningsoppgaver til tidspunkter med mer tilgjengelig kraft, eller spre dem mellom datasentre i ulike regioner. Gjennom alt dette er brukeropplevelsen ivaretatt. Systemet holder avtalte ytelsesløfter, det har bare mer rom å manøvrere bak kulissene.

«Vi definerte problemet på nytt. I stedet for å spørre hvordan vi regner så raskt som mulig, spurte vi: hvordan kan vi få datasystemer til å møte strømnettets begrensninger, og samtidig fortsatt innfri ytelsesavtalene med brukerne?»

Prototyper bygget på ekte datasenterservere bekreftet at det fungerer. Det som startet som skisser på en tavle for tolv år siden, kjører nå i produksjon.

Derfor haster det

Strømnettets utfordring handler ikke bare om å generere mer strøm. Det er et timing-problem. Batterier kan hjelpe med å tette gapet mellom tilbud og etterspørsel, men å skalere dem er tregt, dyrt og ofte ikke spesielt miljøvennlig. Kjernekraft tar tiår og milliarder å bygge.

Samtidig venter AI-datasentre i steder som Virginia 5 til 7 år bare for å koble seg til strømnettet. I en bransje der teknologiene endrer seg fundamentalt hvert sjette måned, er det en lammende begrensning.

Texas-hetebølgen i august 2023 viser hva som står på spill. Under krisen steg grossistprisene på strøm med over 800 prosent på én enkelt ettermiddag. Fleksibelt forbruk, om det hadde vært bredt tilgjengelig, kunne ha dempet kostnadene og forhindret beredskapsvarslene som gikk ut til forbrukerne.

Strømfleksible datasentre gir to muligheter på én gang. De kan bidra til å stabilisere dagens nett under topper og kriser. Og de kan gjøre at fremtidige datasentre kobles til mye raskere, uten å vente på massive nettoppgraderinger.

AI som dirigent

Å orkestrere all denne fleksibiliteten er skikkelig krevende. Strømpriser endrer seg time for time. Oppgavene strømmer inn uforutsigbart. Nettregler varierer mellom stater og land. Ingen menneskelig operatør og ingen fast driftstrategi klarer å holde oversikten i sanntid.

Det er her AI selv kommer tilbake i historien. Coskun beskriver et nettverk av datasentre som et orkester: hundrevis av instrumenter som spiller samtidig. Overlatt til seg selv høres det ut som kaos. Bring inn en dirigent, og all den støyen blir musikk.

«Dirigenten er i dette tilfellet AI.»

Emerald AIs plattform bremser, akselererer eller pauser arbeidsoppgaver i et datasenter, og flytter arbeid mellom datasentre, alt mens systemet respekterer ytelsesbehovene til brukere og skyleverandører. Systemet leser nettforholdene, forutser etterspørselen og koordinerer mellom anlegg i sanntid.

Resultatet er, med Coskunns ord, harmoni: pålitelig strøm, effektiv databehandling og et system som fungerer med seg selv i stedet for mot seg selv.

Ordliste

Kilder og ressurser