Giải cơn khát năng lượng cho trung tâm dữ liệu: "Miếng bánh" mới cho các startup trong thời đại AI

Các trung tâm dữ liệu tiêu thụ khoảng 2% điện năng toàn cầu, tương đương với khoảng 1% lượng khí thải nhà kính liên quan đến năng lượng.

Phát trực tuyến Netflix, lưu trữ dữ liệu trên đám mây và họp trên Zoom chỉ là một số hoạt động trực tuyến thúc đẩy nhu cầu năng lượng của máy móc. Nhưng có lẽ thủ phạm lớn nhất chính là trí tuệ nhân tạo.

Các mô hình AI đòi hỏi lượng lớn sức mạnh tính toán để đào tạo và vận hành, đặc biệt là đối với các tác vụ học máy và học sâu. Do đó, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) dự đoán mức sử dụng năng lượng từ các trung tâm dữ liệu sẽ tăng gấp đôi vào năm 2026.

Dù cắt giảm theo cách nào thì mức sử dụng năng lượng của trung tâm dữ liệu cũng là một vấn đề khí hậu đang nổi lên. Các gã khổng lồ công nghệ đã đưa ra những tuyên bố hùng hồn về việc cắt giảm khí thải từ các trung tâm dữ liệu của họ, nhưng vẫn còn nhiều dấu hỏi lớn. 

Theo trang The Next Web, có hai giải pháp chính cho vấn đề này. Giải pháp đầu tiên là cung cấp năng lượng cho các trung tâm dữ liệu bằng năng lượng tái tạo. Và thứ hai, cũng chính là điều mà ngày càng nhiều công ty khởi nghiệp đang thực hiện, là khai thác giá trị lớn nhất từ ​​mỗi kilowatt - hay còn gọi là hiệu quả năng lượng.

NHÚNG MÁY CHỦ VÀO "NƯỚC" ĐỂ LÀM MÁT 

Các công ty công nghệ lớn như Nvidia đang đầu tư vào phần cứng tiết kiệm năng lượng hơn, chẳng hạn như chip AI chuyên dụng được thiết kế để giảm mức tiêu thụ điện năng cho các tác vụ cụ thể. Nhưng để thực sự giải quyết vấn đề sử dụng năng lượng của các trung tâm dữ liệu, phải xem xét đến việc làm mát.

Chỉ riêng việc làm mát máy chủ đã chiếm khoảng 40% mức sử dụng năng lượng của trung tâm dữ liệu. Các công ty khởi nghiệp như Asperitas có trụ sở tại Hà Lan, Submer của Tây Ban Nha và Iceotope có trụ sở tại Vương quốc Anh tin rằng họ có câu trả lời — nhúng máy chủ vào nước.

Về mặt kỹ thuật, đó không phải là nước mà là chất lỏng điện môi không dẫn điện, hấp thụ nhiệt từ máy chủ tốt hơn nhiều so với không khí. Sau đó, nhiệt được truyền từ chất lỏng sang hệ thống làm mát. Phương pháp này giúp máy chủ mát mà không cần quạt hoặc máy điều hòa.

Theo một nghiên cứu của Đại học Groningen, làm mát ngâm, như tên gọi của nó, có thể cắt giảm một nửa mức tiêu thụ năng lượng để làm mát một trung tâm dữ liệu. Làm mát ngâm cũng cho phép bạn xếp chồng các máy chủ gần nhau hơn, cắt giảm yêu cầu về không gian tới hai phần ba.

Submer có trụ sở tại Barcelona, ​​đã huy động được hơn 50 triệu USD tiền tài trợ, tuyên bố công nghệ của họ có thể cắt giảm tới 99% chi phí làm mát trung tâm dữ liệu. Công ty khởi nghiệp này và nhiều công ty khác đang tìm cách khai thác thị trường mới nổi này, theo ước tính có thể tăng gấp 35 lần trong 12 năm tới.

Trong khi các công ty khởi nghiệp như Submer đang tìm cách giảm năng lượng cần thiết để làm mát các trung tâm dữ liệu, các công ty khác đang tìm cách tận dụng nhiệt một cách hiệu quả.

TÁI SỬ DỤNG NHIỆT CỦA TRUNG TÂM DỮ LIỆU

AI và bể bơi có điểm gì chung? Tất nhiên, cả hai đều tiêu thụ một lượng năng lượng khổng lồ. Công ty khởi nghiệp có trụ sở tại London, Deep Green đã tìm ra một cách thông minh để kết hợp cả hai.

Deep Green lắp đặt các trung tâm dữ liệu nhỏ tại các địa điểm tiêu tốn nhiều năng lượng như các cơ sở trung tâm giải trí. Hệ thống của công ty biến nhiệt thải từ máy tính thành nước nóng cho địa điểm đó. Đổi lại, nước lạnh từ trung tâm được sử dụng để làm mát các máy chủ đám mây. 

Công ty khởi nghiệp WINDCores của Đức cũng đang tìm cách bản địa hóa các trung tâm dữ liệu. Nhưng thay vì các hồ bơi, họ sẽ đặt các trung tâm dữ liệu nhỏ bên trong các tua-bin gió. Các máy chủ hầu như chỉ được cung cấp năng lượng từ gió và truyền dữ liệu qua cáp quang hiện có.

Ở Na Uy, một trang trại nuôi cá hồi đang được cung cấp năng lượng từ nhiệt thải từ một trung tâm dữ liệu gần đó, trong khi ở Stockholm, Thụy Điển, khoảng 10.000 căn hộ nhận được nhiệt do nhà điều hành trung tâm dữ liệu DigiPlex cung cấp.

Tất cả các giải pháp kỳ lạ và tuyệt vời này sẽ cần phải mở rộng quy mô nhanh chóng nếu chúng muốn giải quyết cơn khát điện của các trung tâm dữ liệu. Vào tháng 1, Deep Green đã huy động được số tiền khổng lồ 200 triệu bảng Anh để sưởi ấm cho khoảng 100-150 hồ bơi trên khắp Vương quốc Anh.

“Tôi thấy đặc biệt thất vọng khi AI tạo ra được sử dụng để tìm kiếm trên Internet”, Sasha Luccioni, một nhà khoa học máy tính nổi tiếng thế giới, gần đây đã nói với AFP. Luccioni cho biết, theo nghiên cứu của bà, AI sử dụng nhiều năng lượng hơn 30 lần so với công cụ tìm kiếm truyền thống.

ĐẠT ĐƯỢC SỰ CÂN BẰNG

Vào tháng 8, Dublin đã từ chối đơn xin xây dựng một trung tâm dữ liệu mới của Google, với lý do lưới điện không đủ công suất và thiếu năng lượng tái tạo tại chỗ đáng kể để cung cấp năng lượng cho cơ sở. Các trung tâm dữ liệu đã tiêu thụ 21% điện năng của Ireland vào năm ngoái.

Quyết định ở Dublin "có khả năng là quyết định đầu tiên trong số nhiều quyết định" cuối cùng sẽ buộc các trung tâm dữ liệu mới phải tạo ra nhiều năng lượng sạch hơn tại chỗ hoặc gần đó, Gary Barton, giám đốc nghiên cứu tại công ty phân tích dữ liệu GlobalData cho biết.

Việc xem xét kỹ lưỡng các chi phí tiềm ẩn của cơn bùng nổ trung tâm dữ liệu do AI thúc đẩy diễn ra trong bối cảnh ngày càng có nhiều chỉ trích rằng các gã khổng lồ công nghệ đang thổi phồng quá mức tiến độ của họ về biến đổi khí hậu.

Một cuộc điều tra gần đây của tờ báo Guardian phát hiện ra rằng từ năm 2020 đến năm 2022, lượng khí thải thực tế từ các trung tâm dữ liệu do công ty sở hữu của Google, Microsoft, Meta và Apple cao hơn khoảng 662% so với mức công bố chính thức.

Việc cân bằng nhu cầu năng lượng của các trung tâm dữ liệu với các hạn chế về khí hậu và cơ sở hạ tầng sẽ là "điều quan trọng" đối với các chính phủ và nhà cung cấp dịch vụ trong tương lai.

Trong tương lai, việc đưa các trung tâm dữ liệu vào không gian hoặc cung cấp năng lượng cho chúng bằng năng lượng nhiệt hạch có thể giải quyết một số vấn đề này, nhưng hiện tại, việc đảm bảo các trung tâm dữ liệu chạy bằng năng lượng xanh và hoạt động hiệu quả hơn sẽ rất quan trọng để đạt được sự cân bằng này.