ABB i NVIDIA tworzą centra AI nowej generacji oparte na prądzie stałym 800 V, ograniczając straty energii i przygotowując infrastrukturę na gwałtowny wzrost mocy.
- AI wymaga nawet dziesięciokrotnie większego zapotrzebowania na moc niż tradycyjne centra danych, co sprawia, że starsze systemy AC są nieefektywne i kosztowne w eksploatacji.
- ABB wykorzystuje doświadczenie zdobyte przy zasilaniu jednostek morskich (1000 V DC, do 20 MW), aby zbudować wydajne i skalowalne systemy dla centrów danych AI.
- Nowa architektura prądu stałego 800 V DC pozwala na redukcję strat energii, niższe koszty operacyjne i modułowe rozbudowy centrów AI.
- Projekty R&D obejmują systemy szaf serwerowych o mocy rzędu 1 MW, z możliwością rozwoju obiektów w skali gigawatowej, określanych jako „AI factories”.
- Prognozy wskazują, że roczne zużycie energii przez polskie centra danych może w kolejnych latach zbliżyć się do 9 TWh, a efektywna infrastruktura będzie kluczowa dla rozwoju AI w kraju.
ABB, globalna firma technologiczna, rozpoczęła współpracę z NVIDIA w celu opracowania nowej generacji systemów zasilania dla centrów danych obsługujących sztuczną inteligencję. Projekt koncentruje się na wykorzystaniu architektury opartej na prądzie stałym (DC), która ma zmniejszyć straty energii i przygotować centra danych na rosnące zapotrzebowanie energetyczne wynikające z zastosowań AI.
Sztuczna inteligencja generuje wielokrotnie większe obciążenie energetyczne niż tradycyjne usługi informatyczne, co wymaga innych rozwiązań w projektowaniu centrów danych. Obejmuje to zarówno zwiększone zapotrzebowanie na moc, jak i rosnące koszty energii oraz trudność w przewidywaniu wydatków operacyjnych. Współpraca ABB i NVIDIA ma na celu stworzenie centrów danych, które poradzą sobie z dużymi obciążeniami obliczeniowymi przy ograniczonych stratach energii i lepszej kontroli kosztów eksploatacyjnych.
W realizacji projektu ABB korzysta ze swojego doświadczenia w budowie wydajnych i energooszczędnych systemów zasilania wykorzystywanych m.in. w przemyśle morskim. Według obliczeń firmy, jednostki morskie wyposażone w systemy o napięciu 1000 V DC i mocy do 20 MW odnotowują spadek zużycia energii o 20-40 proc., a koszt utrzymania zmniejsza się niemal o jedną trzecią. Te doświadczenia wskazują, że architektura oparta na prądzie stałym może być zastosowana również w centrach danych, które stoją dziś przed podobnymi wyzwaniami związanymi z efektywnością energetyczną i skalowalnością infrastruktury.
Zapotrzebowanie na energię nawet 10-krotnie wyższe
Trenowanie sztucznej inteligencji i przetwarzanie dużych zbiorów danych wymaga nie tylko bardzo wydajnych procesorów, ale też odpowiedniej infrastruktury i dużych zasobów energii. Koszty związane z dostępem do technologii AI w coraz większym stopniu determinowane są przez zużycie energii i możliwości zasilania centrów danych.
– Zdecydowana większość centrów danych była budowana przed erą sztucznej inteligencji i jest oparta na technologii prądu przemiennego (AC) i niższym napięciu. Projektowano je pod znacznie mniejszą gęstość mocy, a potrzeby technologii AI zmieniają te liczby drastycznie. Szacuje się zapotrzebowanie na moc może być nawet 10-krotnie wyższe niż w klasycznych systemach AC. Gdyby pozostać przy starej technologii, to straty energii byłyby gigantyczne i wymagałyby stosowania bardzo grubych kabli miedzianych. System zasilania prądem stałym 800 V od wielu lat wykorzystywany m.in. w przemyśle morskim, jest wydajniejszy, tańszy, a dzięki modułowej budowie, bardziej skalowalny. Ma on więc szereg zalet, nie tylko z punktu widzenia operatorów centrów danych, ale także ich klientów, którym zależy na jak najniższych kosztach dostępu do technologii – powiedział Marcin Walewski z biznesu Elektryfikacji ABB w Polsce.
Obecnie około 40 proc. projektów badawczo-rozwojowych realizowanych przez ABB w obszarze elektryfikacji koncentruje się na rozwiązaniach dla centrów danych nowej generacji. Obejmują one architekturę elektryczną, urządzenia zabezpieczające, dystrybucję prądu stałego oraz systemy chłodzenia, które pozwalają przygotować infrastrukturę na znacznie wyższe obciążenia energetyczne generowane przez technologie AI.
– Wymagania wynikające ze znacznego wzrostu mocy w skali lokalnej pociągnęły za sobą potrzebę zwiększenia przepustowości systemów zasilania. Przejście na napięcie 800 V DC dla szaf serwerowych jest nieuniknione. Posiadamy technologie, które ułatwią taką transformację – dodał Marcin Walewski.
Dzięki zastosowaniu zasilania prądem stałym na poziomie 800 V centra danych mogą obsługiwać znacznie większe obciążenia przy niższych stratach energii, a modułowa konstrukcja systemów ułatwia ich skalowanie w miarę rosnących wymagań obliczeniowych. Rozwiązania te mają znaczenie zarówno dla operatorów infrastruktury, jak i dla klientów, którzy korzystają z usług centrów danych.
Nowa architektura zasilania dla fabryk AI
ABB współpracuje z firmą NVIDIA nad wdrożeniami architektury opartej na prądzie stałym (DC) w szafach serwerowych o mocy rzędu 1 MW oraz w obiektach planowanych w skali gigawatowej, określanych przez NVIDIA jako „AI factories”. Wdrożenia tego typu mają być realizowane od 2027 roku. Pierwsze fabryki AI działają już w Polsce, w tym ośrodek oparty na superkomputerze GPU, a w planach jest budowa kolejnego centrum tego typu. Rozwiązania opracowywane wspólnie przez ABB i NVIDIA mają odpowiadać na wzrost skali takich obiektów oraz na nowe wymagania energetyczne.
– Wraz z rozwojem sztucznej inteligencji rośnie zapotrzebowanie na moce obliczeniowe, a to wymaga nowego podejścia do dystrybucji energii, które poprawi efektywność i uprości projektowanie – powiedział Dion Harris, dyrektor ds. infrastruktury HPC, chmury i AI w firmie NVIDIA. – Razem z ABB będziemy wspierać branżę w przejściu na architekturę 800 V DC. Umożliwi to stworzenie infrastruktury wysokiej gęstości, niezbędnej do rozwoju kolejnej generacji sztucznej inteligencji – dodał.
Polskie Stowarzyszenie Centrów Danych, opierając się na analizach rynku PMR, prognozuje, że łączna moc polskich centrów danych osiągnie co najmniej 500 MW do końca dekady, przy średniorocznym tempie wzrostu około 25 proc. Coraz istotniejsze staje się projektowanie nowych obiektów z uwzględnieniem przyszłych obciążeń generowanych przez AI. Dane Polskich Sieci Elektroenergetycznych wskazują, że roczne zużycie energii przez centra danych w Polsce może w kolejnych latach zbliżyć się do 9 TWh. Na poziomie globalnym Międzynarodowa Agencja Energetyczna zalicza centra danych i obciążenia AI do najszybciej rosnących źródeł popytu na energię elektryczną.
Rozwój sztucznej inteligencji coraz bardziej wiąże się z infrastrukturą energetyczną, a tempo i opłacalność wdrożeń zależą od dostępności mocy obliczeniowej oraz od efektywnych i skalowalnych systemów zasilania. Właśnie w tym obszarze koncentruje się współpraca ABB i NVIDIA, tworząc fundamenty dla kolejnej generacji infrastruktury AI.
Źródło: ABB
