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Dina Genkina es la editora de computación y hardware en IEEE Spectrum
Para combatir las demandas de energía de la IA que pueden oscilar en las segundas escalas de tiempo, los centros de datos están agregando bancos de supercondensadores.
Energía de Siemens
En el Reino Unido, el proveedor de electricidad Cuadrícula nacional se enfrenta a un problema Cada vez que hay un fútbol Match On (o cualquier otro evento televisado ampliamente visto): durante el medio tiempo o un descanso comercial, un número excesivo de espectadores enciende sus teteras. Esta actividad coordinada altamente británica tensa la red energética, causando picos en la demanda de a veces miles de megavatios.
En Entrenamiento de IA, un fenómeno similar puede ocurrir cada segundo. Porque el entrenamiento se orquesta simultáneamente entre muchos miles de GPU en masa centros de datos, y con cada nueva generación de GPU que consume una cantidad cada vez mayor de potencia, cada paso del cálculo corresponde a una pico de energía masiva. Ahora, al menos tres compañías están saliendo con una solución para suavizar la carga que se ve por la cuadrícula, add bancos de gran condensadores, conocido como supercondensadores, a esos centros de datos.
“Cuando tienes todos esos grupos de GPU, y todos están vinculados en la misma carga de trabajo, se encenderán y apagarán al mismo tiempo. Ese es un cambio fundamental”, dice Joshua Buzzell, Vicepresidente y Arquitecto Jefe del Centro de Datos en Power Equipment Proveed Comedia.
Estos picos coordinados pueden colar el rejilla, y el problema promete empeorar en lugar de mejorar en el futuro cercano. “El problema que estamos tratando de resolver son los modelos de idiomas que probablemente sean de 10 a 20x quizás 100 veces más grandes” que los que existen hoy en día, dice Buzzell.
Las cargas de trabajo de IA a veces usan potencia en ráfagas cortas, lo que hace que la red eléctrica vea una carga oscilante (azul). Bancos de supercondensadores puede almacenar energía en escalas de tiempo cortas (púrpura), compensando las explosiones de energía de la IA y creando una demanda de energía más suave en la red (rojo). Siemens Energía
Una solución es confiar en la copia de seguridad fuente de alimentación y baterías Para cargar y descargar, proporcionando potencia adicional rápidamente. Sin embargo, al igual que una batería de teléfono se degrada después de múltiples ciclos de recarga, baterías de iones de litio degradarse rápidamente al cargar y descargar a esta tasa alta.
Otra solución son los cálculos ficticios, que se ejecutan mientras no hay picos, para suavizar la demanda. Esto hace que la cuadrícula vea una carga consistente, pero también desperdicia energía haciendo un trabajo innecesario.
Varias compañías están presentando una nueva solución utilizando bancos de supercondensadores. Los supercondensadores tienen dos placas paralelas, como condensadores regulares. Pero también tienen una capa de electrolito entre las placas, similar a una batería. Sin embargo, mientras que las baterías almacenan energía químicamente, los supercondensadores almacenan energía electrostáticamente, sin la necesidad de que ocurra una reacción. Esto les permite cargar y descargar rápidamente, ofreciendo una copia de seguridad de potencia en escalas de tiempo cortas que no se degradan significativamente con el tiempo. Energía de Siemens está vendiendo el E-statcom, a supercondensador El banco se conectará en paralelo a la carga en el nivel de todo el centro de datos. Pueden cargar y descargar en las escalas de tiempo de milisegundos, pueden acumular hasta 75 megavatios por unidad y prometen durar entre 12 y 20 años. Actualmente, la compañía está buscando clientes en el espacio del centro de datos.
Eaton está vendiendo el Xlhv (entre otras configuraciones), un banco de supercondensadores del tamaño de una sola unidad de un bastidor de servidor (156 milímetros por 485 mm por 605 mm de profundidad). Una unidad puede entregar dinámicamente hasta 420 kilovatios de potencia, y también puede durar hasta 20 años. Algunos de estos productos ya están implementados en los centros de datos.
Y Electrónica delta está vendiendo el Estante de capacitancia de potencia, un banco de tamaño de unión de 1 racks de iones de litio condensadores capaces de soportar una carga de 15 kilovatios por hasta 5 segundos. “Los condensadores de Delta Electronics seleccionados están a mitad de camino entre los supercapacitores y las baterías de litio”, dice Jason Lee, gerente de productos global de supercondensadores de Eaton.
Estos y otros productos similares pueden ayudar a suavizar las fluctuaciones de carga en la cuadrícula. “Eso es parte de convertirse en un buen ciudadano de la cuadrícula”, dice Lee. “Entonces, en lugar de ver toda esa fluctuación que se remonta a la red, podemos tomar todos los pulsos y los puntos bajos y simplemente suavizarlos a donde los servicios públicos proporcionan una potencia más o menos promedio”.
Esto se vuelve particularmente importante al hacer la transición a renovables. La fuente de alimentación de la energía solar y energía eólica es más variable que petróleo y gas, dependiendo del clima y otros factores. Esto significa que no siempre es fácil aumentar o bajar la fuente de alimentación en respuesta a una carga variable. Las cargas predecibles permiten una mejor planificación y aprovisionamiento, lo que hace que la implementación de algún tipo de mecanismo de suavizado sea particularmente importante.
Sin embargo, señala Lee, esto no es una panacea. Los supercondensadores “tienen un nicho. No van a reemplazar las baterías en todas partes. Pero estos eventos a corto plazo [como las explosiones de alimentación de IA], esa es una aplicación ideal para los supercondensadores”.
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