مشكلة مراكز البيانات المدعومة بالذكاء الاصطناعي وكيفية حلها

تسليط الضوء على تأثير انقطاع الطاقة على مراكز البيانات وكيف يمكن تحسين استجابتها لضمان استقرار الشبكة.

مشكلة متزايدة في مراكز البيانات المدعومة بالذكاء الاصطناعي

سقط خط كهرباء خارج واشنطن العاصمة هذا الأسبوع. عادةً ما يحتاج الشبكة إلى بضع ثوانٍ للتعافي من مثل هذا الحدث. ولكن هذه المرة استغرقت أكثر من 10 دقائق لأن أكثر من 3 جيجاوات من مراكز البيانات توقفت عن سحب الطاقة تقريبًا في نفس الوقت.

تأثير الحادث على الشبكة

أدى الحدث إلى ارتفاع الجهد عبر شبكة PJM من شمال فرجينيا إلى شيكاغو، وفقًا للبيانات التي جمعتها شركة Ting Labs، وهي شركة ناشئة تدير شبكة استشعار إنترنت الأشياء من منافذ الكهرباء لدى الناس.

لم يتسبب الحادث في انقطاع التيار الكهربائي، لكنه أدى إلى وميض الأضواء في جميع أنحاء المنطقة. أظهر الحادث التأثير الذي يمكن أن تحدثه مراكز البيانات على الشبكة – وهو نتيجة يعتقد الخبراء أنها ستصبح أكثر تكرارًا.

مراكز البيانات في شمال فرجينيا

تعتبر شمال فرجينيا، التي تقع في منطقة PJM، موطنًا لأعلى تركيز من مراكز البيانات في العالم.

قال ريكاردو دي أزيفيدو، المدير الفني في ON.Energy، لموقع TechCrunch: “إنها طائر الكناري في منجم الفحم”. وأضاف أن مثل هذه الأحداث التي تشمل أحمالًا كبيرة مثل مراكز البيانات “تحدث بشكل متزايد”.

التحذيرات من أحداث مستقبلية

يذكر الحدث حدثًا مشابهًا حدث قبل عامين، أيضًا على شبكة PJM، وقد ينذر بأحداث أكبر إذا لم يتم بناء مراكز البيانات للتعامل بشكل أكثر أناقة مع الانقطاعات في إمدادات الطاقة. تدير PJM Interconnection الشبكات من نيوجيرسي إلى إلينوي وتخدم 67 مليون عميل، مما يجعلها أكبر مشغل شبكة في الولايات المتحدة.

عندما سقط خط الكهرباء هذا الأسبوع، أدى ذلك إلى تحويل مراكز البيانات إلى الطاقة الاحتياطية، واختفت حوالي 3.1 جيجاوات من الحمولة في حوالي 30 ثانية، وفقًا لبيانات PJM. بدت الشبكة وكأنها تعافت إلى حد ما، ولكن بعد فترة قصيرة، انخفضت أحمال إضافية. في ذروتها، كان لدى شبكة PJM 3.49 جيجاوات إضافية من الكهرباء. استغرق الأمر 11 دقيقة أخرى قبل أن تستقر.

أهمية التوازن في الشبكة

قد لا يبدو بضع في المئة كثيرًا، لكن الشبكة الكهربائية تحتاج إلى العمل في حالة توازن شبه مثالي، مع تطابق العرض والطلب بشكل وثيق. إذا لم يحدث ذلك، يمكن أن تتقلب الفولتية. يمكن للشبكة والأجهزة المتصلة بها تحمل تقلبات صغيرة، ولكن إذا زادت تلك التقلبات بشكل كبير، فإنها ستؤدي إلى تفعيل أنظمة الأمان داخل الشبكة أو داخل المنشآت الفردية، مما يتسبب في فصلها.

عندما شعرت مراكز البيانات في شمال فرجينيا بالتقلب الناتج عن سقوط خط الكهرباء، تحولت إلى الطاقة الاحتياطية، مما أزال حمولتها من الشبكة. مع تحول المزيد من مراكز البيانات، أزيلت كميات أكبر من الحمولة من الشبكة. ما بدأ كخفض نسبي صغير في العرض أصبح انخفاضًا أكبر في الطلب، مما أدى إلى زيادة العرض وتسبب في وميض المصابيح.

الحاجة إلى تحسين العمليات

تتخذ معظم مراكز البيانات قرارات في لحظة، ويبدو أن تلك التي انفصلت هذا الأسبوع لم تكن مختلفة. عندما وصلت انخفاض الفولتية إليهم، قرروا جميعًا الانفصال في غضون ثوانٍ قليلة من بعضها البعض، وفقًا لعلي زين بناتوالا، متخصص نماذج السوق العليا في مشغل نظام الكهرباء المستقل، لموقع TechCrunch.

“نحتاج إلى إيجاد طريقة لجعل هذه الأحمال الموجودة بجوار بعضها البعض تفصل أو تعيد الاتصال بشكل متسلسل”، قال. ستسمح عملية أكثر ترتيبًا لمشغلي الشبكة بتطوير إجراءات أكثر قوة مسبقًا.

الابتكارات في مراكز البيانات

بدلاً من ذلك، يمكن بناء مراكز البيانات لامتصاص الانقطاعات وعدم تجاهلها. تعمل شركة ناشئة، ON.Energy، على منتج لمساعدة مراكز البيانات – والشبكة – على تجاوز الأحداث مثل تلك التي حدثت هذا الأسبوع.

طورت الشركة مصدر طاقة غير منقطع لحرم كامل من مراكز البيانات، يغطي ليس فقط الخوادم ولكن أيضًا المبردات والمعدات الأخرى. تخفي الشركة أساسًا مركز البيانات خلف مجموعة من البطاريات المتصلة بمعدات تحويل الطاقة المتطورة. كل ما “ترى” الشبكة هو حمولة واحدة متسقة ومرتبة بدلاً من القمم والوديان من كل جزء فردي من مركز البيانات. يسمح نظام ON.Energy لمراكز البيانات برفع أحمال الحوسبة لأعلى ولأسفل، بما في ذلك تدريب الذكاء الاصطناعي، دون إزعاج الشبكة.

ربما الأهم من ذلك، يعني ذلك أيضًا أن مراكز البيانات يمكن أن تمتص تقلبات الطاقة من الشبكة. بدلاً من الانفصال عن الشبكة، يمكن لنظام ON.Energy استخدام أي طاقة إضافية لشحن بطارياته، وإذا انخفض التدفق، يمكن للنظام إرسال الطاقة إلى الخوادم. بالإضافة إلى ذلك، يمكنه اتباع قيادة الشبكة في غضون مللي ثوانٍ، مما يمنع الانخفاضات أو الارتفاعات مثل تلك التي تسببت في مشكلة هذا الأسبوع لـ PJM.

تقوم ON.Energy حاليًا بتثبيت نظام بقوة 3 جيجاوات في أربعة مواقع مختلفة لمراكز البيانات، وفقًا لما قاله دي أزيفيدو.

استجابة مديري الشبكة

استيقظ مدراء الشبكة أيضًا على المشكلة.

على سبيل المثال، ستتطلب ERCOT من الأحمال الكبيرة مثل مراكز البيانات “تجاوز” الانقطاعات، حسبما قال دي أزيفيدو.

لكن الوقت ينفد. كانت عملية الفصل الجماعي هذا الأسبوع ضعف حجم حدث مشابه في عام 2024، عندما انفصلت 60 مركز بيانات في نفس الوقت، مما سحب 1.5 جيجاوات من الحمولة من الشبكة. في ذلك الوقت، كانت مراكز البيانات تمثل حوالي 6% من حمولة PJM، وفقًا لـ Synapse Energy Economics. بحلول عام 2040، من المتوقع أن تشكل 24%. إذا لم يتم معالجة المشكلة قريبًا، فقد تزداد الأمور سوءًا.

مع تزايد الاعتماد على مراكز البيانات، من الضروري اتخاذ خطوات عاجلة لمعالجة هذه التحديات لضمان استقرار الشبكة الكهربائية.