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क्या AI ग्रिड तोड़ देगा? यह इस बात पर निर्भर करता है कि हम प्रत्येक इलेक्ट्रॉन का उपयोग कैसे करते हैं

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कई उन्नत अर्थव्यवस्थाओं में वर्षों की अपेक्षाकृत सपाट बिजली खपत के बाद, उपयोगिताएँ लोड पूर्वानुमानों को ऊपर की ओर संशोधित कर रही हैं, और डेटा केंद्र ग्रिड कनेक्शन के लिए प्रतिस्पर्धा कर रहे हैं। उत्तरी वर्जीनिया में, डेटा सेंटर घाटी में, डेटा सेंटर को ग्रिड तक पहुंच प्राप्त करने में 14 साल लग सकते हैं। फिर भी, अब इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता है। कई पंडितों को डर है: एआई ग्रिड को तोड़ देगा।

यह तर्क विद्युत प्रणालियों की एक महत्वपूर्ण विशेषता को नजरअंदाज करता है: मांग वृद्धि भी अनुकूलन को बढ़ाती है। बिजली की मांग एक निश्चित संख्या से बहुत दूर है जिसे उपयोगिताओं को केवल अधिक बिजली संयंत्र जोड़कर संतुष्ट करने की आवश्यकता है। नई पीढ़ी की आवश्यकता होगी, लेकिन आधुनिक बिजली प्रणालियाँ दक्षता में सुधार, लघु और दीर्घकालिक भंडारण, मांग लचीलेपन और मौजूदा बुनियादी ढांचे के बेहतर उपयोग के माध्यम से भी अनुकूलित होती हैं।

मैं यह समझने के लिए डेल्टा इलेक्ट्रॉनिक्स, ईटन और डीएनवी के नेताओं के साथ बैठा कि ऊर्जा उद्योग एआई के विकास पर कैसे प्रतिक्रिया दे रहा है। उत्तर नए बिजली संयंत्रों के निर्माण से परे है: बिजली चिप तक पहुंचने से पहले दक्षता में सुधार करना, डेटा केंद्रों को ठंडा करने और ऊर्जा पुनर्प्राप्त करने के तरीके पर पुनर्विचार करना, और ग्रिड बाधाओं को हल करना जो यह निर्धारित करते हैं कि नई मांग को कितनी जल्दी जोड़ा जा सकता है।

डेटा केंद्रों को ग्रिड से जोड़ने में वर्तमान में वर्षों लग जाते हैं

डीएनवी के वरिष्ठ उपाध्यक्ष अली घोराशी ने तकनीकी जोखिम और परियोजना वित्त के परिप्रेक्ष्य से, तटवर्ती और अपतटीय पवन से लेकर ट्रांसमिशन, भंडारण, हाइड्रोजन और अन्य उभरती प्रौद्योगिकियों तक ऊर्जा परियोजनाओं का मूल्यांकन करने में वर्षों बिताए हैं। वह वर्तमान क्षण को ऊर्जा निवेश की पिछली लहरों से अलग देखता है। डेटा केंद्र उन उद्योगों के चौराहे पर स्थित हैं जो ऐतिहासिक रूप से अलग-अलग संचालित होते हैं: रियल एस्टेट, प्रौद्योगिकी, बिजली बाजार, उपयोगिताएँ और बुनियादी ढाँचा वित्त।

घोराशी ने कहा, ”कुछ लोग उद्योग को समझते हैं।” कई प्रतिभागी “उनमें से एक से आते हैं और नहीं जानते कि बाकी चीजें कैसे काम करती हैं।”

वह बेमेल ग्रिड इंटरकनेक्शन में तेजी से दिखाई दे रहा है। बड़ी प्रौद्योगिकी कंपनियों के पास पूंजी और मजबूत मांग के संकेत हैं, लेकिन बिजली का बुनियादी ढांचा अलग-अलग समयसीमा पर काम करता है। उपयोगिताओं को विश्वास की आवश्यकता है कि सैकड़ों मेगावाट क्षमता का अनुरोध करने वाला भार वास्तव में पूरा होगा और आर्थिक रूप से व्यवहार्य रहेगा। नियामक आवेदन लागत में वृद्धि करके और उन परियोजनाओं के लिए दंड पर विचार करके प्रतिक्रिया दे रहे हैं जो आगे बढ़ने के बिना क्षमता आरक्षित करते हैं। ब्रिटिश कोलंबिया जैसे कुछ स्थान डेटा केंद्रों को सिरे से अस्वीकार कर देते हैं।

घोराशी ने कहा, “सभी खिलाड़ी एक जैसा खेल नहीं खेलते हैं।”

उस समन्वय चुनौती को हल करना उतना ही महत्वपूर्ण है जितना नई पीढ़ी को जोड़ना। यदि ट्रांसमिशन बाधाओं या अनुमति में देरी के कारण बिजली ग्राहकों तक नहीं पहुंच पाती है, तो एआई ऊर्जा चुनौती और भी बढ़ जाती है।

उपयोगी कार्य के लिए प्रत्येक इलेक्ट्रॉन को सहेजना

यही तर्क डेटा सेंटर के अंदर भी लागू होता है। बिजली गणना करने से पहले, यह कई रूपांतरण चरणों से गुजरती है। भौतिकी सीधी है: प्रत्येक रूपांतरण कदम नुकसान पैदा करता है। प्रोसेसर तक पहुंचने से पहले बिजली को बिजली उपकरणों से गुजरना पड़ता है, और उन रूपांतरण चरणों में सुधार करने से कुल ऊर्जा मांग को कम किया जा सकता है। डेल्टा इलेक्ट्रॉनिक्स के उपाध्यक्ष फ्रांजिस्कस गेहले का तर्क है कि दक्षता पूरे सिस्टम को समझने से शुरू होती है।

“जब हम बिजली रूपांतरण कर रहे हैं, तो दक्षता प्रमुख है,” गेहले ने समझाया।

आधुनिक एआई बुनियादी ढांचे के पैमाने पर, छोटे नुकसान बड़ी संख्या में बदल जाते हैं। डेल्टा का अनुमान है कि उसके उत्पादों की दक्षता में सुधार से 2010 और 2023 के बीच 45.5 बिलियन किलोवाट-घंटे बिजली की बचत हुई। तुलना के लिए, यह एक महीने के लिए लाखों घरों के पैमाने पर बिजली की खपत है।

दक्षता यह भी बदलती है कि कंपनियां अपने जलवायु प्रभाव के बारे में कैसे सोचती हैं। डेल्टा ने नवीकरणीय बिजली खरीद, नेट-शून्य भवन, भूतापीय प्रणाली, अपशिष्ट ताप पुनर्प्राप्ति और ऊर्जा निगरानी में निवेश किया है। फिर भी गेहले का तर्क है कि बड़ा अवसर ग्राहकों द्वारा उपयोग किए जाने वाले बुनियादी ढांचे में सुधार करना है।

उन्होंने कहा, “यह हमारे अपने उपभोग और ऊर्जा बचत पर ध्यान केंद्रित करने से कहीं अधिक मजबूत प्रभाव है।”

इसे ठंडा रखने का महत्व

जैसे-जैसे एआई चिप्स अधिक शक्तिशाली होते जाते हैं, चुनौती बिजली वितरण से थर्मल प्रबंधन तक बढ़ती जाती है। कंप्यूटिंग अंततः बिजली को गर्मी में परिवर्तित करती है, और नए एआई सिस्टम का घनत्व बदल रहा है कि डेटा केंद्र कैसे डिजाइन किए जाते हैं।

ईटन में एनर्जी ट्रांजिशन के उपाध्यक्ष पॉल रयान, परिभाषित परिवर्तनों में से एक के रूप में बिजली घनत्व में तेजी से वृद्धि की ओर इशारा करते हैं।

“प्रति रैक 140 किलोवाट, आप उसे हवा से ठंडा नहीं कर सकते,” रयान ने कहा।

तरल शीतलन तेजी से सिलिकॉन के करीब जा रहा है। ऊर्जा की खपत को कम करने के अलावा, कूलर मशीनें बेहतर प्रदर्शन करती हैं, जो आधुनिक एआई रैक के लिए महत्वपूर्ण है जो लाखों डॉलर के निवेश का प्रतिनिधित्व करते हैं।

गर्मी स्वयं भी उपयोगी हो सकती है। प्रोसेस हीट डिस्ट्रिक्ट हीटिंग, ग्रीनहाउस, स्विमिंग पूल या औद्योगिक अनुप्रयोगों का समर्थन कर सकती है। फिर भी, भौतिकी चुनौतीपूर्ण है। डेटा सेंटर की गर्मी आमतौर पर 50 से 60 डिग्री सेल्सियस के आसपास होती है, जबकि कई औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर तापमान की आवश्यकता होती है। फिर भी, उपलब्ध ऊर्जा का पैमाना मामूली नहीं है।

“50 डिग्री सेल्सियस पर एक गीगावाट, यह बहुत अधिक ऊर्जा है,” रयान ने कहा। “आपको इसके साथ कुछ करने में सक्षम होना चाहिए।”

डेटा सेंटर ग्रिड संपत्ति बन रहे हैं

डेटा केंद्रों और ग्रिड के बीच संबंध भी बदल सकता है। आज, डेटा केंद्रों को अक्सर बड़े बिजली उपभोक्ताओं के रूप में वर्णित किया जाता है, यह कथन एक साथ सही और अधूरा है। कई डेटा केंद्रों में पहले से ही बैटरी और बैकअप पावर सिस्टम सहित मूल्यवान ऊर्जा संपत्तियां मौजूद हैं।

ऐतिहासिक रूप से, ये सिस्टम विश्वसनीयता के लिए स्थापित किए गए थे। इन्हें आउटेज के दौरान सर्वर की सुरक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया था। भविष्य में, जब बिजली की आपूर्ति और मांग को संतुलित करने की आवश्यकता होगी तो वे त्वरित प्रतिक्रिया देकर ग्रिड सेवाएं भी प्रदान कर सकते हैं।

“डेटा केंद्र ग्रिड को स्थिर कर सकते हैं,” रयान ने कहा।

यह क्षमता और अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है क्योंकि बिजली प्रणालियाँ अधिक नवीकरणीय ऊर्जा जोड़ती हैं। सौर और पवन की अधिक हिस्सेदारी वाले ग्रिडों को लचीलेपन, तेज़ प्रतिक्रिया और ग्रिड बनाने वाले इनवर्टर जैसी तकनीकों की आवश्यकता होती है। डेटा सेंटर कहानी में खलनायक नहीं हो सकते हैं, लेकिन बिल्कुल विपरीत: वे इन प्रौद्योगिकियों की तैनाती में तेजी ला सकते हैं क्योंकि उनके पास तकनीकी आवश्यकता और निवेश करने की क्षमता दोनों हैं।

रयान ने समझाया, “डेटा सेंटर अग्रणी हैं जो उस तकनीक के लिए भुगतान कर रहे हैं जिसका उपयोग अन्य उद्योगों में किया जाएगा।”

इसलिए व्यापक ऊर्जा संक्रमण एक अलग चरण में प्रवेश कर रहा है। घोराशी ने इसे “ऊर्जा समामेलन” की ओर बढ़ने के रूप में वर्णित किया है, जहां सफलता व्यक्तिगत प्रौद्योगिकियों पर कम और उत्पादन, भंडारण, ट्रांसमिशन, मांग और डिजिटल सिस्टम को एकीकृत करने पर अधिक निर्भर करती है। जो लोग यह पूछते हैं कि कौन सी तकनीक श्रेष्ठ है, वे बस गलत आरोप लगा रहे हैं।

एआई के लिए अधिक बिजली की आवश्यकता होगी और नई पीढ़ी का निर्माण आवश्यक रहेगा। फिर भी यह धारणा कि अधिक मांग स्वचालित रूप से ग्रिड विफलता के बराबर है, इस बात को नजरअंदाज करती है कि ऊर्जा प्रणालियाँ नई मांग पर कैसे प्रतिक्रिया करती हैं। जबकि ग्रिड को नए इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है, हम रूपांतरण हानियों को कम करके, शीतलन में सुधार करके, बर्बाद ऊर्जा को पुनर्प्राप्त करके और डेटा केंद्रों को ग्रिड संपत्ति के रूप में मानकर मौजूदा इलेक्ट्रॉनों को अधिक मेहनत करवा सकते हैं।