Кінець кремнієвої ери: ШІ докорінно змінює енергетику планети

Стрімке зростання генеративного штучного інтелекту (ШІ) ставить під сумнів доцільність традиційної «кремнієвої» парадигми обчислень, насамперед через її колосальне енергоспоживання. Хоча один запит до великої мовної моделі вимагає лише близько 0,3 ват-години, помножене на мільярди щоденних звернень, це створює небачений раніше попит на електроенергію.

Масштаб проблеми стає очевидним, коли порівнювати витрати: моделі, що генерують зображення чи відео, витрачають на створення лише кількох секунд контенту стільки ж енергії, скільки звичайна мікрохвильова піч за годину роботи. Це створює серйозний виклик для існуючих енергосистем.

Основний тягар споживання концентрується у центрах обробки даних (ЦОД). Тут щільність потужності на стійку вже зростає з типових 10–15 кВт до вражаючих 50–70 кВт. Це змушує переглядати технологічні вимоги до інфраструктури. Великі міста, включно з Москвою, відчувають додатковий тиск на мережі та підстанції, що посилюється електрифікацією транспорту та зростанням інших навантажень.

Фахівці б’ють на сполох: неконтрольоване розгортання «ІІ-ферм» може призвести до локальних аварійних перевантажень мереж.

Країни та корпорації змушені шукати нові енергетичні рішення, щоб задовольнити ненаситні «апетити» ШІ, не порушуючи при цьому взятих на себе екологічних зобов'язань. Західні технологічні гіганти тестували неординарні підходи. Наприклад, спроба розмістити сервери під водою для використання природного океанічного охолодження провалилася через прискорену корозію обладнання та надмірні операційні витрати.

Водночас, такі лідери ринку, як Google та Amazon, активно переводять свої дата-центри на відновлювані джерела енергії (ВДЕ). Проте, на жаль, зростання потреби у високопродуктивних обчисленнях, спричинене ШІ, випереджає темпи впровадження «зеленої» генерації.

На регуляторному фронті особливо виділяється Європа, де дата-центри та ШІ вже інтегровані у кліматичну політику. У рамках Акту про ШІ (EU AI Act) розробників найпотужніших моделей зобов'язують детально документувати енерговитрати на всіх етапах — від навчання до експлуатації. Таким чином, енергоефективність стає формальним критерієм оцінки технологій.

Додатково, Директива про енергоефективність вимагає ведення публічного реєстру всіх ЦОД потужністю понад 500 кВт. У цьому реєстрі мають бути вказані споживання енергії, частка ВДЕ та ключовий показник PUE (коефіцієнт ефективності використання енергії). Регламент екодизайну виводить з європейського ринку найменш ефективні системи зберігання та сервери. Це означає, що «кінець кремнієвої ери» супроводжується жорстким відбором не лише за продуктивністю, а й за питомими енерговитратами.

Росія, за оцінками галузевих експертів, перебуває у специфічному становищі. Енергосистема країни страждає від зношеності інфраструктури та ризиків перевантажень. Водночас, країна має значний резерв незавантажених атомних електростанцій та ресурс попутного нафтового газу.

Пропонована стратегія полягає у будівництві дата-центрів ближче до потужних джерел генерації, особливо АЕС. Це дає змогу зменшити втрати при передачі енергії та використовувати відносно «чисту» атомну енергію для обчислювальних потреб.

Додатковий ресурс бачать у створенні газотурбінних установок на попутному газі у віддалених регіонах. Це перетворює ресурс, який раніше просто спалювався, на джерело живлення для кластерів ШІ та супутньої інфраструктури.

Паралельно фокус зміщується від простої «сирої потужності» до підвищення ефективності самої цифрової інфраструктури. Найкращі світові майданчики досягають показника PUE близько 1,15 завдяки точному проєктуванню, використанню цифрових двійників, адаптивним режимам роботи та сучасним системам охолодження.

У центрі уваги опиняється водяне охолодження серверів та графічних процесорів (GPU), яке вже активно впроваджується у Китаї, тоді як у Росії такі рішення поки що залишаються поодинокими. У програмному забезпеченні розробляються методи «стиснення» моделей ШІ та часткового залучення параметрів. Це дозволяє обробляти запити лише частиною моделі, зменшуючи потребу в GPU та знижуючи енергоспоживання без втрати якості для більшості завдань.

Окремо обговорюються ринкові та регуляторні стимули, необхідні для закріплення нового порядку. Аналітики попереджають: якщо Росія не продемонструє високої енергоефективності рішень ШІ та ЦОД, це може стати серйозною перешкодою для виходу на міжнародні ринки та залучення інвестицій. Західні фінансові інституції вже керуються критеріями ESG (екологічні, соціальні та управлінські) і готові обмежувати підтримку проєктів, які використовують неефективні технології.

Експерти пропонують прив'язувати субсидії та пільги для операторів ЦОД до підтвердженої ефективності, зокрема, використовуючи BIM-моделі та цифрові двійники, щоб уникнути формального підходу до «зелених» ініціатив.

Насамкінець, нова енергетика навколо ШІ розглядається не лише як питання кіловат-годин, а як нагода для перебудови міського середовища. Як приклад наводять концепцію інтеграції дата-центрів із «сіті-фермами»: тепло від графічних процесорів використовується для обігріву вертикальних теплиць, забезпечуючи мегаполіси свіжими продуктами без довгої логістики.

Реалізація таких проєктів вимагатиме розробки нових стандартів, містобудівних правил та механізмів взаємодії між ІТ-сектором, агробізнесом та забудовниками. Прихильники цього підходу вважають, що він здатен одночасно зменшити вуглецевий слід, створити робочі місця та підвищити стійкість міст. У цьому контексті «кінець кремнієвої ери» трактується як перехід до епохи, де обчислення, енергетика та міська інфраструктура розвиваються як єдина, взаємопов’язана система.