Обвалена лінія електропередач виявила зростаючу проблему центру обробки даних зі штучним інтелектом

Поблизу Вашингтона, округ Колумбія, вийшла з ладу лінія електропередач. Зазвичай, для відновлення мережі після такої події знадобилося б лише кілька секунд. Але цього разу це зайняло понад 10 хвилин, оскільки понад 3 гігавати центрів обробки даних майже одночасно перестали споживати електроенергію.

Згідно з даними, зібраними Ting Labs , стартапом, який запускає мережу датчиків Інтернету речей з електричних розеток людей, подія спричинила різке зростання напруги в мережі PJM від Північної Вірджинії до Чикаго.

Подія не спричинила відключення електроенергії, але спричинила мерехтіння освітлення по всьому регіону. Інцидент продемонстрував вплив, який центри обробки даних можуть мати на мережу — результат, який, на думку експертів, траплятиметься частіше.

Північна Вірджинія, яка знаходиться на території PJM, має найбільшу концентрацію центрів обробки даних у світі.

«Це як канарейка у вугільній шахті», – сказав Рікардо де Азеведо, технічний директор ON.Energy , в інтерв’ю TechCrunch. Він додав, що подібні події, пов’язані з великими навантаженнями, такими як центри обробки даних, «відбуваються все частіше».

Ця подія нагадує подію, що сталася два роки тому, також у мережі PJM, і може передвіщати масштабніші події, якщо центри обробки даних не будуть побудовані для більш елегантного реагування на перебої в електропостачанні. PJM Interconnection керує мережами від Нью-Джерсі до Іллінойсу та обслуговує 67 мільйонів клієнтів, що робить її найбільшим оператором мережі у Сполучених Штатах.

Коли цього тижня вийшла з ладу лінія електропередач, це спонукало центри обробки даних переключитися на резервне живлення, і, згідно з даними PJM , приблизно за 30 секунд зникло навантаження близько 3,1 гігавата. Здавалося, що мережа дещо відновилася, але невдовзі додаткове навантаження знизилося. На піку потужності мережа PJM мала додаткові 3,49 гігавата електроенергії. Знадобилося ще 11 хвилин, щоб вона стабілізувалася. За даними Reuters, відключені центри обробки даних становили близько 3% від загального попиту на PJM на той час .

Кілька відсотків можуть здатися незначними, але електрична мережа повинна працювати в стані майже ідеального балансу, з тісно пов'язаним попитом і пропозицією. Якщо цього не відбувається, напруга може просідати або різко зростати. Мережа та підключені до неї пристрої можуть витримувати невеликі коливання, але якщо ці коливання стають занадто великими, вони спрацюють запобіжні механізми в мережі або на окремих об'єктах, що призведе до їх відключення. 

Коли центри обробки даних у Північній Вірджинії відчули коливання, спричинені несправною лінією електропередач, вони переключилися на резервне живлення, що зняло навантаження з мережі. Зі збільшенням кількості центрів обробки даних, вони зняли більшу кількість навантаження з мережі. Те, що почалося як відносно невелике падіння пропозиції, перетворилося на ще більше падіння попиту, що призвело до різкого зростання пропозиції та мерехтіння лампочок. 

Більшість центрів обробки даних приймають рішення за частки секунди, і ті, хто відключився цього тижня, схоже, не є винятком. Коли до них дійшов спад напруги, всі вони вирішили відключитися протягом кількох секунд, розповів TechCrunch Алі Заїн Банатвала, старший спеціаліст з ринкових моделей Незалежного оператора електроенергетичної системи. 

«Нам потрібно знайти спосіб, щоб ці навантаження, розташовані поруч одне з одним, послідовно відключалися або знову підключалися», – сказав він. Більш упорядкований процес дозволив би операторам мережі заздалегідь розробити більш надійні процедури.

Як варіант, центри обробки даних можна було б побудувати таким чином, щоб вони поглинали збої, а не поверталися до них спиною. Один стартап, ON.Energy, працює над продуктом, який допоможе центрам обробки даних — і електромережі — пережити події, подібні до тієї, що сталася цього тижня. 

Компанія розробила джерело безперебійного живлення для всього кампусу центру обробки даних, яке охоплює не лише сервери, а й чилери та інше обладнання. Компанія фактично приховує центр обробки даних за блоком акумуляторів, підключених до складного обладнання для перетворення енергії. Все, що «бачить» мережа, — це одне стабільне, стабільне навантаження, а не піки та спади з кожної окремої частини центру обробки даних. Система ON.Energy дозволяє центрам обробки даних збільшувати та зменшувати обчислювальні навантаження, включаючи навчання штучного інтелекту, не турбуючи мережу. 

Можливо, що ще важливіше, це також означає, що центри обробки даних можуть поглинати коливання потужності з мережі. Замість того, щоб відключатися від мережі, система ON.Energy може використовувати будь-яку додаткову енергію для заряджання своїх акумуляторів, а якщо потік падає, система може передати живлення на сервери. Крім того, вона може слідувати за мережею протягом мілісекунд, запобігаючи провалам або стрибкам напруги, подібним до тих, що спричинили проблему цього тижня для PJM.

За словами де Азеведо, ON.Energy зараз встановлює системи загальною потужністю 3 гігавати у чотирьох різних кампусах центрів обробки даних.

Менеджери мереж також усвідомили цю проблему.

Наприклад, ERCOT потребуватиме великих навантажень, таких як центри обробки даних, щоб «пережити» перебої, сказав де Азеведо.

Однак час спливає. Масове відключення цього тижня було вдвічі більшим, ніж аналогічна подія у 2024 році, коли одночасно відключилося 60 центрів обробки даних, знявши з мережі 1,5 гігавата навантаження. Тоді, за даними Synapse Energy Economics, на центри обробки даних припадало близько 6% навантаження PJM. Очікується, що до 2040 року вони становитимуть 24%. Якщо проблему найближчим часом не вирішити, ситуація може значно погіршитися.