John Stamer, Linda Yao

في عصر التطورات التكنولوجية هذا، لا يمكن تجاهل النقاشات حول متطلبات الطاقة. تفيد الوكالة الدولية للطاقة “IEA” بأن مراكز البيانات استهلكت حوالي 415 تيراوات/ساعة TWh عالميًا في عام 2024. ويُقدر أن يتضاعف هذا الرقم لأكثر من الضعف ليصل إلى 945 تيراوات/ساعة بحلول عام 2030، وهو ما يزيد قليلاً عن إجمالي استهلاك اليابان السنوي للكهرباء اليوم.

يُقدر أن تدريب نموذج كبير واحد مثل ChatGPT قد أنتج 552 طنًا من ثاني أكسيد الكربون، أي ما يعادل البصمة الكربونية السنوية لـ 121 أسرة أميركية. بينما يمثل التدريب المرحلة الأكثر استهلاكًا للطاقة، فإن استدلال الذكاء الاصطناعي “AI inferencing”، وهو عملية تشغيل وتطبيق هذه النماذج، يستهلك أيضًا طاقة كبيرة على نطاق واسع.

يشير تقدير حديث إلى أن الاستدلال يمكن أن يشكل ما يصل إلى 90% من دورة حياة النموذج. ومع ظهور نماذج أكثر قوة وتوسع الاستخدام، سيستمر إجمالي الطلب على الطاقة في الارتفاع.

ومع ذلك، لا يمكن النظر إلى الطاقة بمعزل عن غيرها. يؤثر استخدام الطاقة على المياه والتبريد والمواد، ولذلك، يجب أن تأخذ جهود الاستدامة النظام البيئي بأكمله في الاعتبار.

التأثير المحلي

لا يقل أهمية عن ذلك فحص التأثير المحلي لبناء وتشغيل مراكز البيانات. يتوقع تقرير صادر عن McKinsey أن مراكز البيانات في الولايات المتحدة قد تستحوذ على ما يصل إلى 12% من إجمالي استهلاك الكهرباء بحلول عام 2030.

تظهر هذه التأثيرات بشكل أوضح حيث تتجمع المنشآت، حيث يمكن أن تصبح بسرعة أكبر المستهلكين للكهرباء والمياه، متجاوزة الأسر والصناعات المحلية. على سبيل المثال، استحوذ مركز بيانات مقاطعة لودون في ولاية فرجينيا بالولايات المتحدة على 21% من إجمالي استهلاك الطاقة في عام 2023، متجاوزًا الاستهلاك المحلي الذي بلغ 18%.

تضيف الموثوقية تحديًا آخر. في عام 2024، تسبب اضطراب بسيط في مقاطعة فيرفاكس بولاية فرجينيا في تحول 60 مركز بيانات إلى التوليد الاحتياطي. وقد أدى الفقدان المفاجئ لـ 1500 ميجاوات، وهو ما يعادل تقريبًا إجمالي الطلب على الطاقة في بوسطن بالولايات المتحدة، إلى شبه حدوث أعطال واسعة النطاق.

عبر أوروبا، تواجه مراكز البيانات الرئيسية تحديات مماثلة، مع ازدحام الشبكة وشبكات الطاقة التي تعاني بالفعل من الإجهاد مع تسارع التحول الصناعي نحو الكهرباء، مما يهدد الموثوقية مع استمرار ارتفاع الطلب.

تسلط هذه المخاطر الضوء على سبب وجوب التعامل مع جهود استدامة مراكز البيانات ليس كحل لمرة واحدة، بل كرحلة مستمرة وقابلة للتكيف.

الموارد الثمينة

الطلب على الطاقة ليس سوى جزء من المعادلة. يستهلك مركز البيانات العادي 300 ألف جالون من الماء يوميًا، وفقًا لـ NPR، وعادة ما يرتفع استهلاك المياه بالتوازي مع احتياجات الطاقة.

تمثل المواد الحيوية تحديًا آخر. تتوقع وكالة الطاقة الدولية أن العالم سيحتاج إلى ستة أضعاف المواد الخام لتشغيل التحول إلى الطاقة المتجددة، مع توقع ارتفاع الطلب على الليثيوم وحده بمقدار 40 ضعفًا. في الوقت نفسه، وصلت النفايات الإلكترونية إلى 62 مليون طن سنويًا، وتحتوي على معادن أرضية نادرة ومعادن أخرى قيمة.

لذلك، يجب أن يكون إعادة التدوير والاستعادة محوريين في تصميم مراكز البيانات المستدامة.

نهج ثلاثي المحاور للاستدامة

لإحراز تقدم نحو أهداف الاستدامة، يجب النظر إلى تحسينات مراكز البيانات بشكل شمولي.

قد يبدو تبني هذه العقلية أمرًا شاقًا. حتى أكثر المؤسسات تقدمًا تصف طموحاتها بأنها “قفزات نوعية”. تأتي هذه القفزات النوعية من تقدم مطرد ومدروس، وليس من اختراقات مفاجئة.

تقدم الركائز الثلاث.. الكفاءة المادية، وكفاءة أعباء العمل، والاقتصاد الدائري، مسارًا عمليًا من الحلول قصيرة المدى إلى الاستدامة الدائمة.

1. الكفاءة المادية

القياس الشامل أمر بالغ الأهمية. تستهلك مراكز البيانات مجتمعة طاقة تعادل استهلاك بعض الدول، مما يوضح أهمية الكفاءة. يمكن للمرافق التي تعمل بفعالية استخدام الطاقة “PUE” تبلغ حوالي 1.1 أن تستخدم حوالي 84% طاقة إضافية أقل من تلك التي تبلغ PUE فيها حوالي 2.0، مما يسلط الضوء على مكاسب الكفاءة الممكنة من خلال تصميم أفضل الممارسات.

تمتد الكفاءة المادية لتشمل كل طبقة من طبقات البنية التحتية، من مصادر الطاقة وتحديد مواقع المرافق إلى تقنيات التبريد. يمكن لتقنية التبريد بالماء Neptune من Lenovo أن تخفض استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 40% وتحسن الكفاءة الحرارية بمقدار 3.5 مرة مقارنة بالتبريد بالهواء، مما يوضح ما يمكن أن يحققه الابتكار الهادف.

مع تزايد طموحات الاستدامة، تظل الكفاءة المادية هي الأساس لمراكز بيانات قوية ومرنة.

2. كفاءة أعباء العمل

غالبًا ما يتم التغاضي عن كفاءة أعباء العمل في محادثات الاستدامة، ومع ذلك فهي تحمل أكبر إمكانية لتقليل استهلاك الطاقة الإجمالي، خاصة في عصر الذكاء الاصطناعي. إن الطريقة الأكثر فعالية لتوفير الطاقة هي تجنب الاستهلاك غير الضروري في المقام الأول.

في جوهرها، تضمن كفاءة أعباء العمل أن كل واط يترجم إلى ناتج حوسبي ذي معنى. تسمح تقنيات المحاكاة الافتراضية “Virtualization” بتشغيل تطبيقات متعددة على نفس الخوادم، مما يزيد من الاستفادة ويقلل من السعة الخاملة.

يمكن أن يؤدي التوزيع الفعال لأعباء العمل، والذي يضمن تشغيل المهام على البنية التحتية الأكثر ملاءمة وكفاءة، إلى زيادة تحسين استخدام الموارد. يضيف تحديث الأنظمة القديمة طبقة أخرى من التقدم، حيث توفر البنى الحديثة أداءً أكبر بمتطلبات طاقة أقل.

يأتي التأثير الأكبر من ضبط أعباء العمل للاستفادة الكاملة من الأجهزة التي تعمل عليها، وتحسين ليس فقط الأجهزة ولكن كيفية استخدامها.

في عصر الحوسبة المتسارعة ونمو البيانات الهائل اليوم، تعد كفاءة أعباء العمل الجسر بين الأداء والاستدامة. يمكن أن تبدأ التحولات بشكل تدريجي، عبء عمل واحد في كل مرة، لبناء الزخم نحو تغيير منهجي.

3. الاقتصاد الدائري

لا تزال معظم مراكز البيانات تعيد استخدام أو تدوير جزء صغير فقط من بنيتها التحتية، مما يترك مجالًا كبيرًا للتحسين في الدائرية. تعمل لينوفو مع العملاء لتحسين الاستدامة عبر دورة حياة البنية التحتية بأكملها، بدءًا من الأنظمة الموفرة للطاقة وتقنيات التبريد المتقدمة وصولاً إلى الخدمات التي تطيل عمر الأجهزة وتقلل النفايات.

غالبًا ما تمثل مبادئ الاقتصاد الدائري الخطوة الأولى في رحلة الاستدامة لأي مؤسسة. وهي لا تنطبق فقط على المعدات من خلال إعادة الاستخدام والتدوير المسؤول، ولكن أيضًا على الموارد مثل المياه.

بينما تأثيرها المباشر على الانبعاثات أصغر من الكفاءة التشغيلية، فإن الدائرية حيوية لاستعادة المعادن الهامة، وإطالة عمر الأصول، والاستفادة بشكل أفضل من موارد العالم المحدودة.

تعتمد جميع الركائز الثلاث على القياس الدقيق. من خلال التعامل مع المنشآت كأنظمة متطورة والتوافق حول رؤية شاملة، يمكن للصناعة تحويل تحدي اليوم إلى تحسين مستمر.

إعداد: وحدة الترجمات بمركز سمت للدراسات
المصدر: World Economic Forum