أخبار التكنولوجيا

تدرس الصناعة الطاقة النووية لتشغيل مراكز البيانات وأحمال عمل الذكاء الاصطناعي



تواجه صناعة مراكز البيانات تحديًا كبيرًا: تلبية متطلبات الطاقة المتزايدة لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي (AI). ومع تقدم تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي، تزداد الحاجة إلى القوة الحسابية أيضًا، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في استهلاك الطاقة. تسلط الأبحاث التي أجرتها شنايدر إلكتريك الضوء على أن مراكز البيانات تحتاج إلى مراعاة متطلبات الطاقة وحلول التبريد لتحقيق أعلى مستوى من الأداء. بحثًا عن الإجابات، يقوم قطاع مراكز البيانات بدراسة مصادر الطاقة المختلفة، وتظهر الطاقة النووية كحل ممكن.

تؤدي عدة عوامل إلى ارتفاع استهلاك مراكز البيانات للطاقة. أولاً، يجب أن تظل جاهزة للعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع لضمان التشغيل المتواصل للتطبيقات المهمة. ثانيًا، تتطلب أنظمة تكنولوجيا المعلومات المعقدة قدرًا كبيرًا من الطاقة لتشغيلها. ثالثًا، تعتمد الخوارزميات المتقدمة التي تدعم الذكاء الاصطناعي على أجهزة عالية الأداء تتطلب قدرًا كبيرًا من الطاقة.

تعتمد مراكز البيانات في كثير من الأحيان على أنظمة زائدة عن الحاجة لضمان التشغيل المستمر أثناء الانقطاعات. ويتضمن ذلك مولدات احتياطية وإمدادات الطاقة غير المنقطعة (UPS)، وهي تدابير سلامة تساهم بشكل أساسي في إجمالي احتياجات الطاقة.

علاوة على ذلك، قد يكون من الصعب على الشبكة الكهربائية الحالية مواكبة الطلب المتزايد، خاصة في الأماكن التي لا تتمتع بقدرة كبيرة على الطاقة. إلى جانب ذلك، تأتي معظم مصادر الطاقة التقليدية من الوقود الأحفوري، الذي يطلق المزيد من الغازات الدفيئة في الهواء.

الشكل 1: حصة مصادر الطاقة في توليد الكهرباء على مستوى العالم (المصدر: الوكالة الدولية للطاقة).
الشكل 1: حصة مصادر الطاقة في توليد الكهرباء على مستوى العالم (المصدر: الوكالة الدولية للطاقة)

من ناحية أخرى، تنتج محطات الطاقة النووية الكهرباء عن طريق استخدام الانشطار النووي، والذي يتضمن إطلاق كمية هائلة من الطاقة من كمية صغيرة من الوقود. وعلى النقيض من الوقود الأحفوري، تولد الطاقة النووية انبعاثات غازات دفيئة منخفضة للغاية أثناء التشغيل.

ستستكشف هذه المقالة أيضًا إمكانية استخدام الطاقة النووية لتشغيل مراكز البيانات، ودراسة إيجابيات وسلبيات الطاقة النووية، وتحليل الجوانب المختلفة لدمج الطاقة النووية في وظائف مركز البيانات.

معالجة احتياجات الطاقة بالطاقة النووية

تعد الطاقة النووية حلاً مقنعًا لتلبية احتياجات الطاقة المتزايدة لمراكز البيانات، ويرجع ذلك أساسًا إلى إمدادات الطاقة الموثوقة التي توفرها محطات الطاقة النووية. على عكس المصادر المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، والتي تعتمد على الظروف الجوية، يوفر الانشطار النووي مصدر طاقة أساسي ثابتًا ويمكن التنبؤ به، وهو مناسب تمامًا لعمليات مراكز البيانات على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.

ووفقاً لتقرير صادر عن وكالة الطاقة الدولية، فإن للطاقة النووية أيضاً فائدة بيئية كبيرة: فهي تنتج القليل جداً من غازات الدفيئة عندما تنتج الكهرباء. نظرًا لأن أعمال مراكز البيانات تحاول أن تكون أكثر صداقة للبيئة، فإن الطاقة النووية تتلاءم مع الجهود المبذولة لاستخدام كميات أقل من الوقود الأحفوري ونفاياتها المعتمدة على الكربون.

الشكل 2: ما هي المفاعلات المعيارية الصغيرة (المصدر: الوكالة الدولية للطاقة الذرية).
الشكل 2: ما هي المفاعلات المعيارية الصغيرة (المصدر: الوكالة الدولية للطاقة الذرية)

ونظراً لهذه المزايا، فإن تطوير المفاعلات المعيارية الصغيرة يبرز أيضاً كخطوة مثيرة إلى الأمام في العلوم النووية. وبالمقارنة مع محطات الطاقة النووية التقليدية، فإن هذه المفاعلات أصغر حجما وربما تكون أقل تكلفة. قد تعمل أجهزة SMR بشكل جيد بشكل خاص لتشغيل مراكز البيانات الفردية أو المجموعات الصغيرة لأنها توفر مصدر طاقة مخصصًا ومستقرًا أقرب إلى الطاقة المطلوبة.

ومع ذلك، فإن استخدام الوحدات الصغيرة والمتوسطة (SMR) قد يجلب تحديات لصناعة مراكز البيانات. إن المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم، على الرغم من صغر حجمها، ستولد نفايات نووية يجب التعامل معها حيث تظل هذه النفايات مشعة لآلاف السنين، مما يتطلب حلول تخزين آمنة طويلة الأجل. وهذا يثير مخاوف بشأن سلامة هذه المرافق والأثر البيئي المحتمل في حالة حدوث تسرب.

شركات التكنولوجيا تقود هذه المبادرة

تستكشف شركات مثل Microsoft استخدام المفاعلات النووية من الجيل التالي، وتحديدًا المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم، لتشغيل مراكز البيانات الخاصة بها ودعم عمليات الذكاء الاصطناعي الخاصة بها. يتم تفضيل المفاعلات الصغيرة والمتوسطة لسهولة بنائها وفعاليتها من حيث التكلفة مقارنة بالمفاعلات التقليدية الأكبر حجمًا.

ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات مثل إدارة النفايات المشعة، وإنشاء سلسلة توريد اليورانيوم، والاعتماد على وقود اليورانيوم عالي التخصيب (HALEU). ويتوافق اهتمام مايكروسوفت بالطاقة النووية مع دفاع بيل جيتس عن هذه التكنولوجيا، على الرغم من أن الشركة لم تكشف عن خطط مفصلة لمعالجة التحديات المرتبطة بها.

إلى جانب ذلك، تستثمر Amazon Web Services (AWS) أيضًا في الطاقة النووية واشترت حرمًا جامعيًا لمركز البيانات بجوار محطة للطاقة النووية في ولاية بنسلفانيا مقابل ما يصل إلى 650 مليون دولار. تسمح هذه الخطوة لشركة AWS بالوصول المباشر إلى الطاقة الخالية من الكربون، واستكمال مشاريع طاقة الرياح والطاقة الشمسية الخاصة بها، ويتوافق القرار مع التزام أمازون الأوسع بالطاقة النظيفة.

النظرة المستقبلية: هل ستتطلب مراكز البيانات مفاعلات نووية مدمجة؟

توفر تقنية SMR مزايا مميزة لتشغيل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي. حجمها الصغير يجعلها مثالية للنشر في الموقع، مما يلغي الحاجة إلى نقل الطاقة لمسافات طويلة وما يرتبط بها من خسائر في الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، توصف المفاعلات الصغيرة والمتوسطة بأنها أكثر أمانًا بطبيعتها من المفاعلات التقليدية بسبب تصميمها المبسط وميزات السلامة السلبية.

ومع ذلك، فإن دمج المفاعلات النووية في مراكز البيانات يمثل أيضًا تحديات تحتاج إلى معالجة. ولا تزال العقبات التنظيمية والمخاوف العامة بشأن السلامة والتخلص من النفايات المشعة عقبات رئيسية.

على الرغم من هذه التحديات، لا يمكن إنكار الفوائد المحتملة للوحدات الصغيرة والمتوسطة لمراكز البيانات. وتشارك العديد من شركات التكنولوجيا الكبرى بنشاط في تطوير الوحدات الصغيرة والمتوسطة، مع إدراك قدرتها على توفير مصدر طاقة موثوق ونظيف لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي.

في حين أن اعتماد هذه التكنولوجيا على نطاق واسع لا يزال على الأرجح على بعد سنوات، فإن التقدم في تصميم SMR، إلى جانب الضغط المتزايد لإيجاد حلول مستدامة لتلبية احتياجات الطاقة لمراكز البيانات، يمكن أن يمهد الطريق لمستقبل يعمل فيه الذكاء الاصطناعي والطاقة النووية جنبًا إلى جنب. .

مراجع

1 تقرير وكالة الطاقة الدولية. الطاقة النووية في نظام الطاقة النظيفة. مايو 2019. https://www.iea.org/reports/nuclear-power-in-a-clean-energy-system. تم الوصول إليه في 24 مارس 2024.

2 الحافة. مايكروسوفت تتجه نحو استخدام الطاقة النووية لتعزيز طموحاتها في مجال الذكاء الاصطناعي. جوستين كالما. 26 سبتمبر 2023. https://www.theverge.com/2023/9/26/23889956/microsoft-next-generation-nuclear-energy-smr-job-hiring. تم الوصول إليه في 24 مارس 2024.

3 Inc. لماذا تدفع AWS التابعة لشركة Amazon 650 مليون دولار مقابل الحصول على الطاقة النووية. كلوي أييلو. 05 مارس 2024. https://www.inc.com/chloe-aiello/why-amazons-aws-is-paying-650-million-for-access-to-nuclear-power.html. تم الوصول إليه في 24 مارس 2024.

المقالة تدرس الطاقة النووية لتشغيل مراكز البيانات وأعباء عمل الذكاء الاصطناعي ظهرت لأول مرة على Power Electronics News.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *