Південно-західний Мемфіс уже не виглядає як периферія міста — радше як вузол нової індустрії, де поруч існують покинуті вугільні станції, газові турбіни та гігантські дата-центри штучного інтелекту. Тут розташований Colossus компанії xAI — один із ключових об’єктів для навчання генеративних моделей.
ШІ-інфраструктура швидко стає однією з найенергоємніших систем сучасності: дата-центри споживають обсяги електроенергії, співмірні з містами, а для їхнього охолодження потрібні величезні ресурси води. Журналіст The Atlantic досліджує, як будівництво дата-центрів змінює енергетичну інфраструктуру США та формує нову залежність технологічного буму від викопного палива.
Матеріал українською мовою підготувало Бюро перекладів для бізнесу MK:translations. Ми публікуємо адаптований та скорочений переклад.
Коли ми їхали південно-західним Мемфісом, КеШон Пірсон порадив мені не піднімати вікно, мовляв, це місце краще відчувати на смак, а не роздивлятися. Дорогою ми проїхали повз покинуту вугільну електростанцію праворуч, а ліворуч — чинну, з гігантськими турбінами на природному газі. Пірсон, який очолює некомерційну організацію Memphis Community Against Pollution, віз мене до новітнього промислового мегапроєкту свого рідного міста.
В повітрі вже відчувався запах сажі, бензину й асфальту. З’явилося ледь відчутне подразнення, яке йшло ніздрями й осідало в горлі, як перед застудою. Чим ближче ми під’їжджали, тим виразнішим ставав гуркіт кранів і вантажівок, а з-за смуги дерев виростав ліс електричних веж. Зрештою, він з’явився переді мною — білий ангар, більший за десяток футбольних полів, в якому Ілон Маск задумав погратися в бога.
Це Colossus — дата-центр, який компанія Маска зі штучного інтелекту, xAI, використовує як полігон для навчання Grok, однієї з найсучасніших генеративних моделей у світі. Навчання таких моделей потребує приголомшливих обсягів енергії.
За рік на повній потужності Colossus витратив би стільки електрики, скільки 200 000 американських домогосподарств. Коли комплекс запрацює на повну, писав Маск у X, цей об’єкт разом із двома іншими дата-центрами xAI поблизу потребуватиме майже 2 гігавати потужності. У річному вимірі ці об’єкти можуть споживати приблизно вдвічі більше електроенергії, ніж місто Сіетл.
Щоб якнайшвидше запустити Colossus, xAI збудувала власну електростанцію, встановивши аж 35 газових турбін (двигунів розміром із залізничний вагон, які можуть бути потужними джерелами смогу), за даними зображень, отриманих Southern Environmental Law Center. Коли ми проїжджали повз, Пірсон закашлявся. Першіння в горлі посилилося, і я підняв вікно.
Конкуренти xAI також будують подібні за масштабом дата-центри, щоб розвивати свої найпотужніші генеративні моделі. Обсяги електроенергії, співмірні з цілим мегаполісом, проходитимуть через об’єкти, що займають лише кілька міських кварталів. Ці компанії роблять свої чат-боти «розумнішими» переважно не завдяки витонченішому коду, а просто збільшуючи їх: пропускаючи більше даних через потужніші чипи, які споживають ще більше електроенергії.
OpenAI вже оголосила про плани будівництва об’єктів із сумарною потребою понад 30 гігават — це більше, ніж рекордне споживання, зафіксоване в усій Новій Англії. Від запуску ChatGPT у листопаді 2022 року капітальні витрати Amazon, Microsoft, Meta та Google перевищили $600 млрд, і значна частина цих коштів пішла саме на дата-центри (навіть з урахуванням інфляції це більше, ніж уряд витратив на створення всієї системи міжштатних автомагістралей). «Це найбільші в історії окремі точки споживання електроенергії», — сказав мені Джессі Дженкінс, розробник кліматичних моделей з Принстона.
Навіть за обережними оцінками, протягом десятиліття технологічна індустрія додасть до енергосистеми США навантаження, еквівалентне приблизно 40 Сіетлам, а за більш агресивними сценаріями — понад 60 за вдвічі коротший термін. За словами Сіддхартха Сінгха, аналітика з інвестицій в енергетику з Міжнародного енергетичного агентства, до 2030 року дата-центри у США споживатимуть більше електроенергії, ніж уся важка промисловість країни: більше, ніж цементна, сталеливарна, хімічна, автомобільна та інші галузі разом.
Близько половини цього попиту припадатиме на дата-центри, пристосовані до специфічних потреб генеративного ШІ — програм на кшталт ChatGPT, які можуть створювати тексти й зображення, розв’язувати складні математичні задачі й, можливо, одного дня сприятимуть науковим відкриттям.
Для живлення ШІ енергетичні та технологічні компанії звертаються до викопного палива, яке вони вважають більш надійним і доступним, ніж вітер, сонце чи ядерна енергетика. На запитання, звідки має надходити енергія для дата-центрів, генеральний директор OpenAI Сем Альтман неодноразово відповідав: «У короткостроковій перспективі — природний газ» (OpenAI і The Atlantic мають корпоративне партнерство).
Одна з енергетичних компаній Луїзіани планує збудувати три газові електростанції для дата-центру Meta, який після завершення стане одним із найбільших у цій півкулі. Термін експлуатації вугільних електростанцій також подовжують, щоб живити нові дата-центри. За оцінками МЕА, до 2030 року викиди від дата-центрів можуть більш ніж подвоїтися і стати одним із джерел парникових газів у світі, що зростає.
Оптимістичний сценарій полягає в тому, що до того часу передові ядерні реактори витіснять значну частину нових об’єктів на викопному паливі, а інструменти ШІ створять технології, здатні подолати кліматичну кризу. І це цілком можливо. Але сьогодні, як зазначив Дженкінс, «ринок зійшовся на формулі: спершу додаємо газ, а потім — ядерну енергетику». Іншими словами, якщо газові турбіни здаються найшвидшим шляхом до майбутнього, підсиленого ШІ, то чистому повітрю доведеться почекати.
Дата-центр — це планета дивних суперечностей: тепло, що нікуди не рухається, укриття без людської присутності, світло без неба. «Життєва кров інтернету фактично тече через ці об’єкти», — сказав мені Джон Лін, директор із розвитку бізнесу компанії Equinix, однієї з найбільших у світі операторів дата-центрів, під час нашої зустрічі на об’єкті компанії в окрузі Лаудун, штат Вірджинія.
а спиною Ліна людина в зеленому худі щось налаштовувала серед комп’ютерних чипів у ряду шаф розміром із холодильник, що наповнювали простір глухим гулом. Вікон не було з міркувань безпеки та щоб уникнути впливу сонячного тепла. Коли ми йшли коридором між шафами, шлях освітлювали лампи з датчиками руху. Далі у глибині коридору темряву порушували лише слабкі сині вогні й блимання комп’ютерного обладнання.
Відтоді, як у середині ХХ століття з’явилися перші дата-центри, їхнє призначення не змінилося: щільно розміщувати комп’ютерне обладнання, щоб якомога ефективніше зберігати й передавати інформацію. Але їхні масштаби суттєво збільшилися. Перші дата-центри були просто великими залами з великими ЕОМ. З розвитком інтернету в 1990-х комп’ютери з підсобок поступилися місцем цілим будівлям, таким, як та, в якій ми стояли з Ліном: об’єкти, що забезпечують стримінг, біржову торгівлю, зберігання медичних даних, логістику та військове планування.
Сьогодні перегони ШІ потребують незрівнянно більшої обчислювальної потужності, і це призводить до побудови ще більших дата-центрів, наповнених чипами, що споживають більше енергії та сильніше нагріваються.
У традиційному дата-центрі шафи охолоджують промислові вентилятори (коли ми йшли об’єктом Equinix, я відчував постійний потік повітря на щоці), а тепло зрештою викидають назовні через охолоджувальні вежі на даху. У дата-центрі генеративного ШІ ці шафи споживають у десятки разів більше електроенергії. Лін показав мені ряд спеціалізованих ШІ-шаф, які використовує Block — компанія, що володіє застосунками Square і Cash App. Вони випромінювали стільки тепла, що я спітнів, і щоб їх охолодити, вода циркулює в спеціальних металевих пластинах, розміщених просто над чипами всередині.
Дата-центри ШІ заповнені подібним обладнанням, і охолодження тисяч таких шаф потребує величезної кількості води. Згідно з відкритими даними водопостачальної служби Мемфіса, наприклад, за один лише вересень об’єкт Colossus спожив понад 11 млн галонів, стільки, скільки приблизно 150 домогосподарств витрачають за цілий рік. Коли ж системи охолодження дають збій, розігріте повітря в поєднанні з вологістю може спричинити один із найрідкісніших «метеорологічних» феноменів: дощ у приміщенні.
Розміщення серверів в одній або сусідніх будівлях дає змогу їм обмінюватися даними швидко й безперервно. Округ Лаудун має найвищу концентрацію дата-центрів у світі: тут вже працює 199 об’єктів і ще близько 30 будуються. За одним зі звітів, 13 % світових потужностей дата-центрів сконцентровано в межах цих 520 квадратних миль. Один із найщільніших кластерів навіть отримав назву «Алея дата-центрів».
Північна Вірджинія — це погляд у майбутнє того, що бум ШІ може принести всій країні. У Лаудуні вже бракує місця, але нові вузли дата-центрів з’являються в Фініксі, Атланті та Далласі. Amazon і Meta будують ШІ-дата-центри в Індіані та Луїзіані, відповідно, кожен із потребою понад два гігавати електроенергії — у десятки разів більше, ніж стандартні об’єкти. OpenAI запропонувала створити в США «Економічні зони ШІ» — маленькі Лаудуни по всій країні.
Коли я заїжджав на Алею дата-центрів разом із Джулі Болтгаус, директоркою з питань землекористування в Раді з навколишнього середовища П’ємонту, вона пояснила, як відрізнити дата-центр від складу: охолоджувальні вежі на даху, десятки резервних дизельних генераторів збоку, відсутність вікон (або їхні декоративні імітації — скляні панелі з бетонною стіною за ними). Але складів тут майже не було, і за кілька хвилин я перестав рахувати дата-центри, оскільки вже неможливо було зрозуміти, де закінчується один і починається інший.
Болтгаус входить до коаліції, яка намагається уповільнити розвиток дата-центрів у Вірджинії, але в Лаудуні вже запізно. Північніше від Міжнародного аеропорту Даллеса настільки багато будівництв, що пагорби свіжо викопаної землі нависають над дорогами, а повітря забарвлене в помаранчевий пил. Якби Маску вдалося колонізувати Марс, початкові етапи тераформування могли б виглядати саме так.
Архітектором цього лабіринту є Бадді Райзер, багаторічний директор з економічного розвитку Лаудуна. Райзер залучав дата-центри завдяки регуляторним послабленням і податковим стимулам, і під час нашої зустрічі він розповів, що з 2009 року принаймні один з цих об’єктів постійно перебував у стадії будівництва. Зазвичай дата-центри обслуговує лише кілька десятків працівників, але їхнє будівництво стало стабільним джерелом зайнятості. Крім того, вони забезпечують майже 40 % бюджету округу, фінансуючи поліцію, школи та парки для населення, яке стабільно зростає з 2010 року.
У радіусі півтори милі від нас, розповів Райзер, розташовано 12 підстанцій: невеликі «джунглі» з металевих конструкцій і дротів, які перетворюють високовольтну електроенергію на форму, придатну для зарядки iPhone або, в цьому випадку, для роботи дата-центру. Навколо здіймалися високі опори з лініями електропередач, що несуть «сиру» електрику від електростанцій до підстанцій. Вони тягнуться над Лаудуном, наче крона, або затягують його, мов павутина. Якщо простежити будь-який кабель, то він приведе до дата-центру.
Протягом наступних років саме перегони ШІ, як очікується, забезпечуватимуть близько 2% щорічного зростання попиту на електроенергію у США після майже двадцяти років стагнації. На національному рівні це не виглядає як криза, на регіональному — цілком може нею стати.
Компанія Dominion Energy, один із ключових постачальників електроенергії у Вірджинії, прогнозує щорічне зростання на рівні 5,5 %, причому загальний попит на електроенергію подвоїться до 2039 року. Аарон Рубі, речник Dominion, розповів, що компанія готується до цього стрибка, хоча й відверто визнав масштаб виклику: «Ми переживаємо найбільше зростання попиту на електроенергію з часів після Другої світової війни». До кінця десятиліття навчання найпотужнішої моделі ШІ в індустрії може вимагати стільки електроенергії, скільки споживають мільйони американських домогосподарств.