أدى النمو الهائل في الذكاء الاصطناعي التوليدي والتعلم الآلي وأحمال عمل الحوسبة عالية الأداء (HPC) إلى زيادة كبيرة في متطلبات الطاقة لمراكز البيانات الحديثة. تعتمد هذه التطبيقات بشكل كبير على الخوادم المسرعة بواسطة وحدة معالجة الرسومات والتي تستهلك طاقة أكبر بكثير من الأنظمة التقليدية المعتمدة على وحدة المعالجة المركزية.
بدءًا من توصيلات الشبكة ذات الجهد المتوسط (MV) وحتى توزيع ومراقبة حوامل الجهد المنخفض (LV)، تتعرض البنية التي توفر الكهرباء داخل مراكز البيانات للضغط. تتزايد كثافة الحامل، وتتزايد فترات انتظار المعدات، ويصبح الوصول إلى الشبكة عائقًا استراتيجيًا. تاريخيًا، كانت رفوف مراكز بيانات المؤسسات النموذجية تستهلك ما بين 5 و15 كيلووات من الطاقة. اليوم، تتطلب الرفوف المحسّنة للذكاء الاصطناعي في كثير من الأحيان ما بين 40 إلى 60 كيلووات، وتدفع بعض مجموعات التدريب المتقدمة ما يزيد عن 100 كيلووات لكل رف.
ولا يزال المسار يتسارع، حيث تشير توقعات الصناعة إلى أن متوسط كثافة الحامل سيرتفع من حوالي 36 كيلووات في عام 2023 إلى حوالي 50 كيلووات بحلول عام 2027 مع نمو اعتماد الذكاء الاصطناعي. وفي الوقت نفسه، تعمل عمليات النشر الرائدة واسعة النطاق بالفعل على بناء بنية تحتية قادرة على دعم 100-200 كيلووات لكل حامل، مع تصميمات مستقبلية تستهدف كثافات أعلى.
وفقًا لشركة GlobalData، من المتوقع أن يصل استهلاك الكهرباء في مراكز البيانات إلى 945 تيراواط/ساعة بحلول عام 2030، أي ما يقرب من 3% من الاستهلاك العالمي. بحلول تلك المرحلة، في الولايات المتحدة، حيث نمو مراكز البيانات هو الأكثر توسعا، من المتوقع أن تستخدم طاقة أكبر من جميع الصناعات الأخرى كثيفة الاستهلاك للطاقة مجتمعة، بما في ذلك الألومنيوم والصلب والأسمنت والمواد الكيميائية.
إن ارتفاع الكثافة يعيد تشكيل بنية الطاقة الداخلية
أحد أهم القيود على نشر البنية التحتية للذكاء الاصطناعي هو الوصول إلى القدرة الكهربائية الكافية، حيث تعاني العديد من المناطق من تأخيرات لعدة سنوات في تأمين اتصالات الشبكة لمشاريع مراكز البيانات الكبيرة.
تجبر هذه الديناميكية المطورين على إعادة التفكير في الافتراضات التقليدية حول اختيار الموقع. تاريخيًا، أعطت مراكز البيانات الأولوية لاعتبارات الاتصال وتوافر الأراضي وزمن الوصول. واليوم، غالبًا ما تكون سعة الشبكة هي العامل الأول في تحديد المكان الذي يمكن بناء المرافق فيه. ويركز المطورون بدلاً من ذلك على المناطق التي تتمتع بتوليد الطاقة المتجددة على نطاق واسع، أو الطاقة الكهرومائية، أو القريبة من البنية التحتية الرئيسية للنقل.
ومع ذلك، حتى عند توفر طاقة الشبكة الكافية، فإن توزيعها بكفاءة داخل مركز البيانات يمثل تحديات هندسية جديدة. تم إنشاء تصميمات مراكز البيانات التقليدية حول عمليات نشر خادم منخفضة الكثافة نسبيًا، ولكن نظرًا لأن أعباء عمل الذكاء الاصطناعي تزيد من استهلاك طاقة الحامل بمقدار كبير، يجب أن تتطور البنية التحتية لتوزيع الطاقة وفقًا لذلك.
ما هي نقاط الألم الرئيسية لمطوري مراكز البيانات؟
البنية التحتية ذات الجهد المتوسط
تدخل طاقة المرافق عادةً إلى مركز البيانات بجهد متوسط (بين 13.8 كيلو فولت و34.5 كيلو فولت) قبل أن يتم فصلها بواسطة المحولات. تتطلب المرافق التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي سعة واردة أكبر بكثير وتصميمات أكثر قوة للمحطات الفرعية.
محولات
تتطلب أحمال الموقع الأعلى محولات أكبر أو أكثر عددًا لخفض الطاقة من مستويات الجهد المتوسط إلى مستويات توزيع الجهد المنخفض القابلة للاستخدام. ويجب تصميم هذه الوحدات لتلبية متطلبات الكفاءة العالية والتكرار مع استيعاب ملفات تعريف التحميل الديناميكية المدفوعة بأعباء عمل الذكاء الاصطناعي.
المفاتيح الكهربائية
أنظمة المفاتيح الكهربائية هي المسؤولة عن التحكم في الدوائر الكهربائية وحمايتها داخل المنشأة. مع ارتفاع مستويات الحمل، تصبح المفاتيح الكهربائية ذات السعة العالية ضرورية للحفاظ على الموثوقية التشغيلية وعزل الأخطاء بسرعة.
الباص والتوزيع
يجب بعد ذلك توصيل الطاقة إلى جميع أنحاء المنشأة باستخدام أنظمة الحافلات أو شبكات التوزيع القائمة على الكابلات. بالنسبة لمجموعات الذكاء الاصطناعي عالية الكثافة، يجب أن تدعم تصميمات الممرات الأحمال الحالية الأعلى بشكل كبير مع الحفاظ على المرونة لتكوينات الحامل المتطورة.
وحدات توزيع الطاقة على الرف (PDUs)
على مستوى الحامل، تقوم وحدات PDU بتوصيل الطاقة مباشرة إلى الخوادم ومعدات الشبكات. في عمليات النشر عالية الكثافة، يجب أن تستوعب هذه الأنظمة أحمالًا كهربائية أكبر بكثير مع توفير مراقبة دقيقة وحماية للدوائر.
المراقبة والتحكم
أصبحت رؤية الطاقة ضرورية حيث أصبحت أنماط التحميل أكثر تقلبًا. تسمح المراقبة المتقدمة للمشغلين بتتبع الاستخدام الكهربائي في الوقت الفعلي، وتحديد أوجه القصور، واكتشاف الأخطاء المحتملة قبل تفاقمها.
مجموعة كارول تكنولوجيز: نقل الخبرة الصناعية إلى البنية التحتية الرقمية
تتمتع مجموعة Carroll Technologies Group بأكثر من أربعة عقود من الخبرة في توريد المعدات الكهربائية ومعدات الاتصالات والسلامة إلى البيئات الصناعية كثيرة المتطلبات. تدعم الشركة الصناعات بما في ذلك التعدين وحفر الأنفاق والصلب والنفط والغاز والطاقة المتجددة والبناء، وتوفر توزيع المعدات والخبرة الهندسية ودعم الخدمة الميدانية.
عبر هذه القطاعات، يعد التوزيع الموثوق للطاقة أمرًا ضروريًا للحفاظ على استمرارية العمليات. تقوم شركة Carroll Technologies بتوريد وخدمة مجموعة واسعة من المعدات الكهربائية لتوصيل الطاقة وإدارتها في الظروف الصعبة. يتضمن ذلك مجموعة واسعة من معدات توزيع الطاقة المصممة لضمان أداء كهربائي موثوق به في العمليات ذات المهام الحرجة، مثل أدوات التحكم في المحركات، ومعدات مراقبة الجهد، والأنظمة الكهربائية الأخرى التي تدير وتوزع الطاقة بأمان وكفاءة.
تعمل شركة Carroll Technologies مع شركات تصنيع المعدات الكهربائية الرائدة التي توفر العديد من المكونات الأساسية المستخدمة في أنظمة الطاقة عالية السعة. توفر شركات مثل ABB وEaton وBenshaw البنية التحتية الحيوية، بما في ذلك المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المتوسط والمنخفض، وأنظمة حماية الدوائر، والمحولات، وتقنيات مراقبة الطاقة. تشكل هذه المكونات العمود الفقري لبنيات التوزيع الكهربائي الحديثة، مما يتيح للمنشآت إدارة الأحمال العالية مع الحفاظ على السلامة والموثوقية التشغيلية.
بالإضافة إلى موفري المعدات الكهربائية على نطاق واسع، تعمل شركة Carroll Technologies أيضًا مع الشركات المصنعة المتخصصة التي تركز على أنظمة توزيع الطاقة القوية المصممة للبيئات الصناعية المتطلبة. يقوم الشركاء مثل SMC Electrical Products وLine Power بتطوير مراكز الطاقة الكهربائية والمحطات الفرعية وأنظمة التحكم المصممة للتطبيقات ذات الأحمال العالية. أصبحت أنظمة التوزيع المعيارية هذه ذات أهمية متزايدة حيث يقوم مطورو مراكز البيانات ببناء مرافق أكبر وأكثر كثافة في استهلاك الطاقة.
بالنسبة لإدارة الكابلات في مراكز البيانات، تتخصص منتجات CAB® في أنظمة الدعم القوية وإدارة الكابلات المصممة للبيئات الصناعية الصعبة، بما في ذلك الحلقات والسروج والمشابك ومجموعة واسعة من الخطافات والشماعات الفولاذية المطلية التي تُستخدم لتنظيم وتأمين وحماية كابلات الطاقة والاتصالات.
بالإضافة إلى توريد المعدات، توفر شركة Carroll Technologies أيضًا إمكانات الخدمة والإصلاح للأنظمة الكهربائية من كبرى الشركات المصنعة. وباعتبارها مركز إصلاح معتمد من المصنع لموفري معدات متعددين، تقدم الشركة خدمات الصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها وخدمات التجديد التي تساعد المشغلين على الحفاظ على الموثوقية وإطالة دورات حياة المعدات.
قم بتنزيل تقرير الذكاء الاصطناعي الكامل في التعدين لاستكشاف التقنيات والتحديات والاستراتيجيات التي تشكل مستقبل العمليات الذكية.
قم بالتسجيل للحصول على جولة الأخبار اليومية لدينا!
امنح عملك ميزة من خلال رؤى الصناعة الرائدة لدينا.