آخرین گزارش وزارت انرژی ایالات متحده (DoE) در مورد استفاده از انرژی مرکز داده ایالات متحده، افزایش قابل توجهی در مصرف برق توسط مراکز داده را نشان می دهد که ناشی از پذیرش سریع سخت افزار هوش مصنوعی و خدمات ابری گسترده است.
با توجه به گزارشکه در 20 دسامبر منتشر شد، مصرف برق مرکز داده از 58 تراوات ساعت (TWh) در سال 2014 به 176 تراوات ساعت در سال 2023 افزایش یافت که 4.4 درصد از کل مصرف برق ایالات متحده را تشکیل می دهد.
انتظار می رود این تقاضا به صورت تصاعدی رشد کند، با پیش بینی ها بین 325 تراوات ساعت و 580 تراوات ساعت تا سال 2028، که به طور بالقوه نشان دهنده 6.7٪ تا 12٪ از کل ایالات متحده است. برق استفاده
این گزارش که توسط آزمایشگاه ملی لارنس برکلی تهیه شده است، این افزایش را به افزایش استفاده از سرورهای شتابدهنده GPU، بهویژه برای بارهای کاری هوش مصنوعی، و همچنین روندهای گستردهتر در خدمات ابری و برنامههای کاربردی داده فشرده نسبت میدهد.
هموار کردن راه برای رشد بلندمدت
بین سالهای 2018 و 2023، مصرف انرژی سالانه مرکز داده با نرخ رشد مرکب سالانه شتاب (CAGR) 18 درصد رشد کرد.
دکتر آوی شولتز، مدیر دفتر کارایی صنعتی و کربن زدایی وزارت انرژی، گفت دانش مرکز داده رسیدگی به تقاضای فزاینده برق نیازمند یک رویکرد نمونه کارها است.
او گفت: “این از ترکیبی از منابع انرژی برای برآورده کردن رشد کوتاه مدت با فناوری های تجاری موجود استفاده می کند، در حالی که راه را برای حمایت از رشد بلندمدت از طریق تلاش های بهینه سازی شبکه هموار می کند.”
این راه حل ها کل سیستم قدرت را شامل می شود، از نسل جدید و فن آوری های ذخیره سازی در محل تا تقویت و گسترش سیستم انتقال و به حداکثر رساندن کارایی و انعطاف پذیری منابع تقاضا.

مراکز داده اکنون بیش از 4 درصد از برق ایالات متحده را مصرف می کنند – پیش بینی می شود تا سال 2028 به 12 درصد افزایش یابد.
این گزارش نرخ رشد را بین 13 تا 27 درصد از سال 2023 تا 2028، بسته به متغیرهایی مانند بازده سیستم خنککننده، تقاضای GPU و شیوههای عملیاتی پیشبینی میکند.
نوآوری هایی مانند مبتنی بر مایع خنک کننده و تغییر سیستمهای تبخیری به عنوان استراتژیهای بازده حیاتی ذکر شدهاند.
دکتر شولتز خاطرنشان کرد که DoE از چندین تلاش برای بهبود بهره وری انرژی و آب سیستم های خنک کننده مرکز داده پشتیبانی می کند.
را برنامه ARPA-E COOLERCHIPSبرای مثال، فناوریهای خنککننده را از سطح تراشه به سطح تأسیسات از طریق پیشرفت فناوریهایی مانند خنکسازی غوطهور در مایع، که به گفته دکتر شولتز میتواند مصرف برق کل را تا یک سوم کاهش دهد، پیش میبرد.
دستاوردهای بهره وری، چالش های نوظهور
از لحاظ تاریخی، صنعت مرکز داده از سال 2010 تا 2016 به رشد تقریباً ثابتی در مصرف انرژی دست یافته است که دلیل آن استراتژیهای کارآمدی مانند بهبود خنکسازی، استفاده از سرور و کاهش توان بیکار است.
با این حال، ظهور هوش مصنوعی در این گزارش آمده است که اپلیکیشنهای ارزهای دیجیتال این روند را معکوس کردهاند.
سرورهای شتابدهنده از سال 2017 تقاضای انرژی را دو برابر کردهاند که بر نیاز به رویکردهای جدید برای بهرهوری انرژی تاکید دارد.
این گزارش چندین حوزه کلیدی را برای بهبود، از جمله ابتکارات معیار، شناسایی میکند. همکاری با شرکت های آب و برقو پیشرفت در فن آوری های انرژی پاک مانند انرژی هسته ای مقیاس پذیر و راه حل های انرژی تجدید پذیر در زمان واقعی.
این اقدامات با هدف متعادل کردن تقاضای فزاینده با محیط زیست است پایداری.
DoE همچنین از شفافیت بیشتر در استفاده از انرژی مرکز داده برای اطلاع رسانی برنامه ریزی و سیاست های آینده حمایت می کند.
او گفت: “یک گلوله نقره ای برای حل این چالش برای ایالات متحده وجود ندارد. شولتز گفت: ما به یک راه حل انرژی همه چیز در بالا نیاز داریم و هسته ای یکی از اجزای ترکیبی از منابع انرژی مورد نیاز برای پاسخگویی به این تقاضای رو به رشد است.
او توضیح داد که هوش مصنوعی و رشد بار مرکز داده فرصتی برای این کار است منابع هسته ای پیشرفته با نیاز به برق 24/7.
او گفت: «اتمی الکتریسیته بدون کربن تولید میکند، نیروی انعطافپذیری را فراهم میکند که مکمل طیف گستردهای از منابع انرژی دیگر است، نیازمندیهای کاربری زمین پایینی دارد و انعطافپذیری شبکه را ممکن میسازد».
مراکز داده فراتر از 2028
انتظار میرود رشد سریع مصرف انرژی مرکز داده پس از سال 2028 ادامه یابد، که با پذیرش مداوم فناوریهای هوش مصنوعی، زیرساختهای خودروهای الکتریکی و برقرسانی صنایع تقویت میشود.
از آنجایی که مراکز داده به بخش قابل توجهی از تقاضای انرژی ایالات متحده تبدیل میشوند، این گزارش میگوید که ذینفعان باید هم چالشهای فوری و هم نیازهای زیرساختی بلندمدت را برطرف کنند.
سرمایهگذاری در زیرساختهای انرژی جدید، مدلهای نوآورانه اشتراکگذاری ریسک و فناوریهای نوظهور برای اطمینان از کارآمد و پایدار ماندن مراکز داده ضروری است.
آخرین اخبار زیرساخت مرکز داده و بینش را بیشتر بخوانید
شولتز تاکید کرد که افزایش کنونی فرصتی برای توسعه رهبری در مقیاسبندی زیرساختهای برق در سطح اقتصاد است و بخش مرکز داده را با اهداف انتقال انرژی گستردهتر همسو میکند.
او گفت: «برنامههایی مانند مشارکت نوآوری انعطافپذیری شبکه، برنامه جدید Supercharged، و مشارکتهای کمک فنی ما، همگی به DoE کمک میکنند تا جامعه ذینفعان را گرد هم بیاورند تا بتوانند این برنامهریزی را بهطور مؤثر و هماهنگ و سازمانیافته انجام دهند.»