سرورهای برق‌خوار

 رشد انفجاری استفاده از اینترنت، رسانه‌های اجتماعی، محاسبات ابری و به‌ویژه هوش مصنوعی، فشار فزاینده‌ای بر منابع انرژی جهان وارد کرده است.

از زمان آغاز انقلاب فناوری در دهه ۱۹۹۰، تقاضا برای خدمات دیجیتال رشد قابل‌توجهی داشته است. در آمریکا، مصرف برق مراکز داده بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۵ تقریبا دو برابر شد و نگرانی‌هایی درباره رشد بی‌رویه مصرف انرژی را به همراه داشت. اما نقطه عطفی در سال‌های ۲۰۰۷ تا ۲۰۰۸ رقم خورد؛ زمانی که رشد مصرف برق مراکز داده کند شد و از روند بی‌وقفه افزایش تقاضای دیجیتال جدا شد.

این کندی ناشی از چند عامل مهم بود: انتقال تقاضا به مراکز داده بزرگ‌تر و کارآمدتر (مانند مراکز هم‌مکانیزه و ‌هایپراسکیل)، بهبود کارآیی سخت‌افزاری و کاهش مصرف برق در حالت آماده‌باش. با این حال، بعد از یک دهه رشد محدود، از حدود سال ۲۰۱۵ به بعد، مصرف برق مراکز داده دوباره با سرعتی بالا روند افزایشی خود را آغاز کرد.

دلایل جهش مصرف برق

از سال ۲۰۱۷، مصرف برق مراکز داده به طور قابل‌توجهی افزایش یافت. مهم‌ترین دلایل این رشد عبارتند از، رشد چشم‌گیر محاسبات ابری، افزایش استفاده از رسانه‌های آنلاین و شبکه‌های اجتماعی و ظهور و گسترش هوش مصنوعی که نیاز به محاسبات با کارآیی بسیار بالا دارد.

این تحولات باعث رشد سریع سرورهای شتاب‌دهنده شده‌اند؛ سرورهایی که ظرفیت‌ آنها بین ۲۰۱۵ تا ۲۰۲۴ چهار برابر سریع‌تر از کل سرورها افزایش یافته است. گرچه این سرورها در هر پردازش کارآمدتر هستند، اما باعث شد پردازش‌های جدید و گسترده‌ای امکان‌پذیر شود که با سرورهای سنتی ممکن نبودند.

در نتیجه، تقاضای خدمات به شکلی سریع‌تر از پیشرفت‌های کارآیی رشد کرد و مصرف برق مراکز داده از ۳ درصد سالانه (۲۰۰۵ تا ۲۰۱۵) به ۱۰درصد سالانه (۲۰۱۵ تا ۲۰۲۴) افزایش یافت.

سهم هوش مصنوعی در مصرف برق

سهم دقیق هوش مصنوعی از مصرف برق مراکز داده به دلیل ماهیت پیچیده و تلفیقی آن با سایر پردازش‌ها، نامشخص است. با این حال، برآوردها نشان می‌دهد در سال ۲۰۲۴، سرورهای شتاب‌دهنده حدود ۲۴ درصد از مصرف برق سرورها و ۱۵ درصد از کل مصرف برق مراکز داده را به خود اختصاص داده‌اند. این سرورها معمولا میزبان محاسبات هوش مصنوعی هستند، اما مرز دقیقی بین هوش مصنوعی و سایر بارهای کاری وجود ندارد.

  نقشه مصرف برق مراکز داده

تقریبا ۸۵ درصد مصرف برق مراکز داده در آمریکا، اروپا و چین رخ می‌دهد. مصرف برق مراکز داده در آمریکا بین سال‌های ۲۰۱۵ تا ۲۰۲۴ سالانه ۱۲ درصد رشد داشته و در سال ۲۰۲۴ به حدود ۱۸۰ تراوات‌ساعت رسیده است؛ این رقم معادل ۴۵ درصد از کل مصرف جهانی مراکز داده و بیش از ۴ درصد از کل مصرف برق کشور است.

در رتبه دوم چین قرار دارد. این کشور نیز پس از سال ۲۰۱۵ رشد قابل‌توجهی در مصرف برق مراکز داده داشته و سالانه ۱۵ درصد افزایش را تجربه کرده‌است. مصرف برق این بخش اکنون حدود ۱۰۰ تراوات‌ساعت است، رقمی که معادل مصرف برق خودروهای برقی در چین است و سهم چین از مصرف برق مراکز داده جهان به حدود ۲۵ درصد رسیده است.

در اروپا مراکز داده کمی کمتر از ۲ درصد از مصرف برق کل منطقه را تشکیل می‌دهند که سهمی بالاتر از چین (۱.۱ درصد) است، اما در حجم مطلق حدود ۷۰ تراوات‌ساعت در سال ۲۰۲۴ است. سهم اروپا طی ده سال گذشته کاهش یافته ولی هنوز بیش از ۱۵ درصد مصرف جهانی را در اختیار دارد. در ژاپن، مصرف برق مراکز داده حدود ۲۰ تراوات‌ساعت (۲ درصد کل مصرف برق کشور) و در هند حدود ۹ تراوات‌ساعت (۰.۵ درصد) تخمین زده می‌شود.

 مقایسه با سایر بخش‌های مصرف‌کننده برق

در دهه گذشته، مراکز داده مسوول حدود ۴ درصد از رشد جهانی مصرف برق بوده‌اند، اگرچه عوامل دیگری مانند افزایش استفاده از وسایل برقی در ساختمان‌ها و صنعتی شدن برق‌محور تاثیر بیشتری داشته‌اند. مصرف برق مراکز داده در این دوره حدود ۲۵۰ تراوات‌ساعت افزایش یافته که معادل مصرف برق کشور اسپانیا است. برای مقایسه، تنها مصرف برق برای سیستم‌های تهویه و خنک‌سازی دما در همین دوره حدود ۷۰۰ تراوات‌ساعت افزایش یافته است.

با توجه به روند رو به رشد و نقش حیاتی مراکز داده در اقتصاد دیجیتال، توجه به بهبود بهره‌وری انرژی و توسعه فناوری‌های پاک در این حوزه ضروری است. در غیر این صورت، افزایش مصرف برق مراکز داده می‌تواند به یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی و انرژی در دهه‌های آینده تبدیل شود. همزمان با رشد بی‌وقفه تقاضا برای خدمات دیجیتال و هوش مصنوعی، باید راهکارهای نوآورانه‌ای برای کنترل مصرف انرژی و توسعه زیرساخت‌های پایدار در این بخش طراحی و اجرا شود.