ЦОДы, составляющие основу нашей цифровой жизни, сталкиваются с резким ростом потребности в энергии из-за ИИ: к 2030 году этот показатель может достичь четырех процентов от общего объема потребления электроэнергии. Тем не менее, внедряя энергоэффективные решения и автоматизацию, центры обработки данных могут стать лидерами глобального энергетического перехода.
Веб-история
2024-07-21
<p>ЦОДы, составляющие основу нашей цифровой жизни, сталкиваются с резким ростом потребности в энергии из-за ИИ: к 2030 году этот показатель может достичь четырех процентов от общего объема потребления электроэнергии. Помимо самих центров обработки данных, пиковый спрос на электроэнермию в США, по прогнозам, вырастет на 26% к 2035 году, причем только инфраструктура ЦОДов потенциально может достичь 176 ГВт — в пять раз превышая текущие показатели. Это лишь один из компонентов более широкой волны электрификации.<br> </p>
<p>Потребление энергии центрами обработки данных более чем удвоится в период до 2030 года из-за стремительного роста спроса на ИИ и другие ресурсоемкие приложения. Однако это необходимо рассматривать в контексте более широкого давления электрификации: спрос на электроэнергию в мире растет в 2,5 раза быстрее, чем общий спрос на энергию, под влиянием промышленной электрификации, электромобилей, тепловых насосов и систем охлаждения зданий.<sup>1</sup></p>
<p>Операторы центров обработки данных стремятся оптимизировать методы получения и использования энергии для повышения надежности и снижения выбросов парниковых газов</p>
<p>ABB поддерживает центры обработки данных в их переходе на чистую энергию, предлагая широкий спектр решений для повышения энергоэффективности и перехода на безуглеродные источники питания</p>
ЦЕНТРЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПЕРЕХОД
<p>От потокового видео до искусственного интеллекта (ИИ) — центры обработки данных представляют собой гудящие энергетические центры нашего мира, работающего в режиме 24/7. В этих специализированных помещениях размещаются компьютерные серверы, число которых часто исчисляется тысячами.</p> <p>Масштабный рост приложений ИИ и требовательных к ресурсам графических процессоров (GPU), которые их поддерживают, в настоящее время стимулирует беспрецедентный рост спроса на электроэнергию. Например, запрос в популярном чат-боте с ИИ требует в 15 раз больше энергии, чем запрос в традиционной поисковой системе.<sup>2</sup> Соответственно, спрос на энергию со стороны ЦОДов, по прогнозам, вырастет на 160 процентов к концу десятилетия, увеличившись с 1–2 процентов от общемирового потребления электроэнергии сегодня до 3–4 процентов к 2030 году.<sup>3</sup></p> <p>В мире насчитывается около 8 000 центров обработки данных; согласно недавнему анализу <a href="https://www.iea.org/energy-system/buildings/data-centres-and-data-transmission-networks">Международного энергетического агентства</a> (МЭА), на них приходится около одного процента от общего объема глобальных выбросов парниковых газов, связанных с энергетикой. Примечательно, что по уровню выбросов эти объекты практически не уступают целым секторам экономики, таким как химическая промышленность и авиация.</p> <p>Хотя растущий спрос на мощности ЦОДов создает проблемы, он также открывает новые возможности. Внедряя энергоэффективные технологии и автоматизацию, центры обработки данных могут стать ключевыми участниками энергетического перехода, обеспечивая устойчивое будущее для цифровой эпохи.</p>
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
Для поддержки центров обработки данных компания ABB предлагает комплексный портфель решений, разработанных для повышения плотности мощности (показателя эффективности использования пространства и ресурсов ЦОД) и оптимизации энергопотребления — от подстанций до систем защиты питания, от кабелей до систем охлаждения и многого другого. Не менее важной задачей является интеграция инфраструктуры ЦОД с общими требованиями энергосистемы: по мере того как сети испытывают все большую нагрузку (более 2500 ГВт проектов зависли в очередях на подключение), интеграция возобновляемых источников энергии на месте и функции взаимодействия с сетью становятся необходимыми для операторов ЦОД, стремящихся получить надежное и экологичное энергоснабжение.
"В ABB мы понимаем, что растущий спрос на данные требует больше мощности, а это означает увеличение потребления энергии. Наши решения для электроснабжения и автоматизации центров обработки данных оптимизируют производительность и энергоэффективность, помогая ЦОДам быть надежными и готовыми к будущему при одновременном снижении их воздействия на планету". Джампьеро Фризио (Giampiero Frisio), президент подразделения "Электрооборудование" (Smart Power) компании ABB
"В ABB мы понимаем, что растущий спрос на данные требует больше мощности, а это означает увеличение потребления энергии. Наши решения для электроснабжения и автоматизации центров обработки данных оптимизируют производительность и энергоэффективность, помогая ЦОДам быть надежными и готовыми к будущему при одновременном снижении их воздействия на планету."
Джампьеро Фризио (Giampiero Frisio), президент подразделения "Электрооборудование" (Smart Power) компании ABB
ОПТИМИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕНТРОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
<p>Решения ABB для операторов ЦОД решают различные задачи, связанные с энергоснабжением, включая обеспечение доступности питания, максимизацию времени безотказной работы и повышение энергоэффективности. Высокоэффективные <a href="https://new.abb.com/ups/systems">системы бесперебойного питания</a> (ИБП), действующие как резервные батареи для всего объекта, обеспечивают надежное питание ИТ-оборудования в центрах обработки данных. Если основное питание отключается, ИБП беспрепятственно включается в работу, обеспечивая достаточно энергии для бесперебойной работы серверов и предотвращения критической потери данных. Системы ИБП гораздо экологичнее дизель-генераторов, которые традиционно использовались в качестве резервных источников питания для ЦОДов.</p> <p>Системы ИБП компании ABB отличаются лучшими в отрасли показателями эффективности, минимизируя потери энергии при ее преобразовании. Наши интеллектуальные решения в области электроснабжения, включая системы ИБП HiPerGuard и MegaFlex для среднего и низкого напряжения соответственно, отвечают этим основным потребностям, обеспечивая доступность, бесперебойную работу, надежность и безопасность.</p> <p>ABB предлагает широкий спектр <a style="background-color: rgb(255,255,255);" href="https://new.abb.com/data-centers/powerdistribution">систем распределения электроэнергии</a> для центров обработки данных — от подстанции до главной сети объекта для его вспомогательных систем и самого серверного зала. Эти системы распределения включают в себя трансформаторы, которые понижают напряжение из основной электросети до более низкого напряжения, используемого IT-системами в ЦОДах. Высокоэффективные трансформаторы ABB разработаны с учетом минимальных потерь энергии (т.е. энергии, теряемой в виде тепла), обеспечивая эффективную передачу электроэнергии по всему объекту.</p> <p><a href="https://new.abb.com/news/detail/116182/new-500-petaflop-data-center-operates-with-innovative-abb-power-solution">Облачный центр обработки данных KCY</a> в провинции Сычуань (Китай) является примером того, как центры обработки данных могут достигать значительной энергоэффективности в масштабе. Уделяя особое внимание поддержке приложений ИИ, этот огромный объект обладает производительностью обработки данных в 500 петафлопс (500 x 1015 операций в секунду), что делает его одним из крупнейших ЦОДов в регионе.</p> <p>Минимизация времени простоя и обеспечение надежного электроснабжения были главными приоритетами для компании. ABB предоставила KCY компактное решение для распределения питания ЦОД с использованием высокопроизводительных автоматических выключателей, а также программное обеспечение для улучшенного управления энергопотреблением.</p>
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕЗУГЛЕРОДНОЙ ЭНЕРГИИ
ЦОДы также все чаще ищут пути интеграции неископаемых источников энергии, таких как солнечная, ветровая и атомная энергия, в свою деятельность и даже подачи энергии, вырабатываемой на месте за счет возобновляемых источников (например, солнечных установок), в общую энергосеть. Микросети предоставляют ЦОДам возможности использовать собственную генерацию в сочетании с системами накопления энергии на аккумуляторах (BESS) в составе своего энергобаланса.
Интегрируя возобновляемые источники энергии, такие как солнечные и ветровые электростанции, в микросеть, ЦОДы могут снизить свою зависимость от ископаемого топлива. BESS служит буфером: она накапливает избыточную зеленую энергию в периоды пиковой генерации и отдает ее во время высокого спроса, обеспечивая надежное и экологически чистое электроснабжение критически важных операций дата-центра.
ЦОДЫ КАК ЧАСТЬ БОЛЕЕ ШИРОКОЙ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ ЗДАНИЙ
ЦОДы не работают изолированно. Сектор зданий и сооружений вносит наибольший вклад в дополнительный мировой спрос на электроэнергию до 2030 года, на его долю приходится 49% роста. Сюда входят дата-центры, офисные здания, жилые помещения и другая инфраструктура, которые борются за пропускную способность энергосетей. Операторы дата-центров, внедряющие автоматизацию, управление спросом и возобновляемыми источниками энергии, не только улучшают свои показатели устойчивого развития, но и становятся объектами, поддерживающими энергосеть.
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОХЛАЖДЕНИЯ
<p>В МЭА отмечают, что, хотя примерно 40 процентов общего объема энергии, потребляемой внутри дата-центра, приходится на серверные ресурсы, такая же доля связана непосредственно с охлаждением инфраструктуры ЦОДа, которая выделяет много тепла.<sup>5</sup> Повышение энергоэффективности систем охлаждения дает огромную отдачу для операторов ЦОДов как с точки зрения снижения затрат, так и сокращения выбросов.</p> <p>ABB оптимизирует охлаждение с помощью таких решений, как высокоэффективные электродвигатели и частотно-регулируемые приводы (ЧРП) для систем управления тепловым режимом, включая насосы, вентиляторы и компрессоры. Электродвигатели ABB, обеспечивающие работу этих систем охлаждения ЦОДов, работают с очень высокой энергоэффективностью, экономя электроэнергию по сравнению с устаревшими моделями. Интеллектуальные ЧРП в режиме реального времени регулируют скорость вращения двигателя в зависимости от конкретных потребностей в охлаждении, существенно снижая энергопотребление по сравнению с традиционной работой на фиксированной скорости.</p> <p>Приводы с ультранизким уровнем гармоник (ULH) предоставляют значительные преимущества для дата-центров, обеспечивая повышенную энергоэффективность при частичных нагрузках (т. е. когда системы охлаждения работают не на максимальной мощности). Высокое качество электроэнергии, повышенная эксплуатационная надежность, а также простота интеграции и обслуживания приводных решений ULH делают их устойчивым и экономичным решением для охлаждения в долгосрочной перспективе.</p> <p>Кроме того, ABB предлагает передовые решения по управлению воздушными потоками, которые обеспечивают эффективное распределение тепла внутри дата-центра, минимизируя потери энергии.</p> <p>Избыточное тепло от дата-центров, которое традиционно рассеивается в атмосфере, также открывает уникальные возможности для экологичного централизованного теплоснабжения (система централизованного теплоснабжения представляет собой централизованную сеть изолированных труб, обычно подключенную к электростанции, которая подает тепло и горячую воду в несколько зданий населенного пункта). Это настоящий выигрыш для всех: дата-центры получают выгоду от снижения затрат энергии на охлаждение, а местные сообщества могут использовать этот легкодоступный источник тепла, сводя к минимуму зависимость от ископаемого топлива.</p> <p>Экспертиза ABB в области автоматизации и систем управления, включая диспетчерское управление и сбор данных (SCADA), а также интеллектуальное управление насосами, играет ключевую роль в управлении сложной динамикой этих интегрированных систем. ЧРП от ABB также играют важную роль в оптимизации энергоэффективности и обеспечении надежной работы тепловых насосов в сетях централизованного теплоснабжения.</p>
АВТОМАТИЗАЦИЯ ЦОДОВ
Автоматизация ключевых процессов в дата-центрах, таких как системы охлаждения и освещения, с помощью решений ABB Ability™ Data Center Automation может привести к значительной экономии энергии. Датчики и системы управления поддерживают оптимальную работу оборудования и минимизируют потери энергии.
Упреждающее обслуживание имеет решающее значение для обеспечения работы оборудования ЦОДа на пиковой эффективности и продления срока службы активов.
Решения ABB Ability™ Digital Powertrain непрерывно контролируют и оценивают состояние, производительность и энергопотребление ключевого оборудования, включая системы с электроприводом, такие как насосы и вентиляторы, помогая принимать более обоснованные решения для более безопасной и эффективной работы.
Глобальная телекоммуникационная компания Ericsson заключила партнерское соглашение с ABB для автоматизации работы своего дата-центра недалеко от Стокгольма (Швеция). Система объединяет управление энергопотреблением, системами управления зданием и пожарной безопасности, предоставляя компании Ericsson централизованное управление и аналитику в режиме реального времени. Это позволяет быстрее реагировать на потенциальные проблемы и минимизировать риски простоев при одновременном повышении энергоэффективности объекта.
Сноски:
