Energia - problemă de perspectivă a centrelor de date AI

Dezvoltarea accelerată a inteligenţei artificiale ar putea întâmpina, în următorii ani, un obstacol major: insuficienţa centrelor de date şi, mai ales, a energiei electrice necesare pentru alimentarea acestora, avertizează analiştii Morgan Stanley.

Industria AI se confruntă deja cu o serie de constrângeri, de la deficitul de cipuri de memorie şi incertitudinile privind randamentul investiţiilor până la nivelul ridicat al dobânzilor. Dintre toate acestea, însă, capacitatea limitată a centrelor de date şi accesul la energie ar putea deveni cele mai importante şi imediate probleme.

Ani la rând, discuţiile privind extinderea infrastructurii AI s-au concentrat asupra disponibilităţii procesoarelor grafice, memoriilor HBM, capacităţilor de packaging şi ritmului în care TSMC putea produce semiconductori avansaţi. În prezent, atenţia se mută însă către o problemă mai puţin spectaculoasă, dar esenţială: electricitatea.

Potrivit analizei Morgan Stanley, Statele Unite riscă să se confrunte, până în 2028, cu un decalaj semnificativ între capacitatea planificată a centrelor de date şi energia disponibilă pentru alimentarea acestora.

La nivel global, cererea pentru capacitate de centre de date ar urma să ajungă anul viitor la aproximativ 56 de gigawaţi, în timp ce noile facilităţi care vor putea fi efectiv alimentate cu energie vor însuma numai 51 de gigawaţi. Diferenţa ar urma să devină şi mai mare în 2028, când cererea este estimată la 86 de gigawaţi, comparativ cu numai 68 de gigawaţi de capacitate de calcul care ar urma să intre în funcţiune.

Morgan Stanley estimează, de asemenea, un deficit net de energie de aproximativ 34%, echivalent cu 32 de gigawaţi. Problema nu este doar consumul uriaş de electricitate asociat extinderii centrelor de date, un fenomen deja bine cunoscut, ci şi efectele pe care eventualele întârzieri ale proiectelor le-ar putea avea asupra diferitelor segmente ale industriei semiconductorilor.

Nvidia şi Broadcom ar fi relativ bine protejate în faţa unor asemenea întârzieri, în timp ce producătorii de memorii, echipamente de reţea, componente optice şi alte componente ar putea resimţi mult mai puternic amânarea instalării noilor infrastructuri, potrivit analizei Morgan Stanley.

Citeşte Avertismentele FMI legate de Inteligenţa Artificială privind economia globală

Necesarul suplimentar de electricitate este enorm atât pentru operatorii reţelelor energetice, cât şi pentru dezvoltatorii centrelor de date. Cererea cumulată de energie asociată proiectelor din următorii doi ani ar fi suficientă pentru alimentarea a aproximativ 118 milioane de locuinţe. Spre comparaţie, în Statele Unite există aproximativ 150 de milioane de locuinţe.

Consumul estimat de energie al centrelor de date în perioada 2020 - 2035, în TWh (sursa: Agenţia Internaţională pentru Energie)

Companiile care riscă să fie afectate cel mai puternic de acest deficit - giganţii tehnologici, laboratoarele de inteligenţă artificială, producătorii de cipuri şi dezvoltatorii de centre de date - dispun însă de mai multe soluţii pentru a evita o încetinire a expansiunii, arată Morgan Stanley.

Una dintre acestea este progresul tehnologic. Îmbunătăţirea modului în care sunt efectuate calculele necesare sistemelor AI ar putea reduce consumul de energie, în timp ce noile generaţii de cipuri ar urma să ofere o putere de procesare mai mare cu un necesar mai redus de electricitate.

O altă soluţie ar putea fi utilizarea într-o măsură mai mare a unor surse locale de energie. Morgan Stanley arată că dezvoltatorii centrelor de date s-ar putea orienta mai rapid către pile de combustie sau turbine pe gaze naturale, capabile să furnizeze electricitate direct facilităţilor. O asemenea abordare ar permite evitarea unei părţi din întârzierile şi dificultăţile de reglementare asociate conectării la reţeaua electrică.

În acest context, una dintre principalele consecinţe ale deficitului de capacitate ar putea fi creşterea investiţiilor în aşa-numitele soluţii energetice „behind-the-meter”, prin care electricitatea este produsă direct la locul de consum sau în imediata apropiere a acestuia. Chiar şi în acest scenariu, însă, numeroase condiţii ar trebui îndeplinite simultan pentru ca actualul boom al inteligenţei artificiale să-şi poată menţine ritmul.

Tim Arcuri, analist UBS specializat în industria semiconductorilor, a ajuns recent la concluzia că, teoretic, ar putea fi construite până în 2030 suficiente centre de date pentru a găzdui toate cipurile AI pe care companii precum Nvidia intenţionează să le comercializeze, potrivit Wall Street Journal.

Realizarea unui asemenea scenariu ar necesita însă punerea în funcţiune a celei mai mari părţi dintre cei aproximativ 110 gigawaţi de capacitate potenţială „behind-the-meter”. În plus, ar trebui construite majoritatea centralelor electrice conectate la reţea, însumând aproximativ 150 de gigawaţi, care încă aşteaptă aprobările autorităţilor de reglementare.

Pe termen mai scurt, Arcuri estimează că acoperirea deficitului de energie ar necesita transformarea în capacitate conectată la reţea a aproximativ jumătate dintre proiectele energetice aflate în faze incipiente. Analistul a caracterizat acest scenariu drept „nu imposibil, dar suficient de ambiţios încât să necesite un mediu legislativ favorabil şi întârzieri limitate în lanţurile de aprovizionare”.

În practică, însă, aceste condiţii sunt departe de a fi garantate. Potrivit Wall Street Journal, opoziţia politică faţă de dezvoltarea centrelor de date este în creştere în Statele Unite, iar iniţiativele Congresului pentru o supraveghere mai strictă a expansiunii acestora s-ar putea intensifica în cazul în care democraţii vor prelua controlul după alegerile de la jumătatea mandatului.

Întârzierile provocate de procedurile de reglementare şi de problemele din lanţurile de aprovizionare afectează deja proiecte importante. Oracle încearcă, de exemplu, să amâne plata integrală a chiriei pentru un centru de date de mari dimensiuni din New Mexico, pe fondul dificultăţilor legate de alimentarea cu energie şi de obţinerea autorizaţiilor.

Un element care ar putea tempera îngrijorările este faptul că marii producători de cipuri nu avertizează deocamdată asupra unei crize iminente de capacitate. Morgan Stanley subliniază că estimările anuale privind veniturile Nvidia şi Broadcom includ propriile evaluări ale celor două companii referitoare la disponibilitatea centrelor de date.

Există însă motive pentru ca acest optimism să fie privit cu prudenţă. Producătorii de semiconductori nu pot anticipa cu precizie întârzierile din lanţurile de aprovizionare sau obstacolele politice. Mai mult, industria AI nu dispune nici măcar de o imagine clară asupra volumului de capacitate care este efectiv construit.

O analiză Bernstein Research a constatat că estimările privind capacitatea centrelor de date din Statele Unite variază între 60 şi 180 de gigawaţi, existând „puţin consens chiar şi în rândul observatorilor credibili ai industriei”.

Gradul ridicat de incertitudine devine astfel o vulnerabilitate importantă pentru o expansiune de infrastructură de care depinde, în mare măsură, continuarea boomului global al inteligenţei artificiale.