خط كهرباء ساقط يكشف عن مشكلة مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي المتنامية.. وهذا هو الحل

خط كهرباء ساقط يفضح ضعف استجابة مراكز البيانات لاضطرابات الشبكة

كشفت حادثة سقوط خط كهرباء بالقرب من العاصمة واشنطن عن مشكلة متنامية تواجه مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي، حيث أدت إلى انقطاع غير مخطط له لما يقرب من 3.1 جيجاوات من الطاقة في شبكة PJM، مما تسبب في اضطراب ملحوظ بالجهد الكهربائي عبر منطقة واسعة امتدت من فرجينيا الشمالية إلى شيكاغو.

الاعتماد المتزايد على الذكاء الاصطناعي يضع تحديات جديدة على الشبكة

وفقًا لبيانات صادرة عن شركة Ting Labs، وهي شركة ناشئة تدير شبكة من أجهزة الاستشعار المتصلة بالإنترنت، استغرق الأمر أكثر من 10 دقائق لكي تستقر الشبكة بعد أن تخلت مراكز البيانات فجأة عن سحب هذه الكمية الضخمة من الطاقة. وعلى الرغم من أن الحادث لم يتسبب في انقطاع شامل للتيار، إلا أنه تسبب في وميض الأضواء عبر المنطقة، مما سلط الضوء على التأثير الكبير الذي يمكن أن تحدثه مراكز البيانات على استقرار الشبكة الكهربائية.

فرجينيا الشمالية، التي تقع ضمن نطاق شبكة PJM، تُعد موطنًا لأكبر تركيز لمراكز البيانات في العالم، مما يبرز أهمية هذه القضية. ويصف الخبراء مثل ريكاردو دي أزيفيدو، المدير التنفيذي للتكنولوجيا في ON.Energy، مثل هذه الأحداث بأنها "الكناري في منجم الفحم"، مشيرين إلى أن تكرارها وتزايد حجمها أصبح أمرًا متوقعًا.

الحلول المقترحة لضمان استقرار الشبكة

الحادث الذي وقع هذا الأسبوع يذكرنا بحادث مماثل وقع قبل عامين على شبكة PJM نفسها، ويحذر من احتمالية وقوع اضطرابات أكبر إذا لم يتم تصميم مراكز البيانات بشكل أفضل للتعامل مع انقطاعات إمدادات الطاقة. تعمل شركة PJM Interconnection، التي تدير الشبكات التي تخدم 67 مليون عميل، على إيجاد حلول لهذه المشكلة.

عند انخفاض الجهد الناتج عن سقوط خط الكهرباء، سارعت العديد من مراكز البيانات إلى التحول إلى الطاقة الاحتياطية، مما أدى إلى انخفاض مفاجئ وكبير في الطلب على الطاقة. وفقًا لبيانات PJM، انخفض ما يقدر بـ 3.1 جيجاوات من الحمل في حوالي 30 ثانية، وزاد هذا الانخفاض لاحقًا إلى 3.49 جيجاوات. استغرق الأمر 11 دقيقة إضافية حتى استقرت الشبكة. وقد شكلت مراكز البيانات المنفصلة حوالي 3% من إجمالي الطلب على شبكة PJM في ذلك الوقت.

استجابة متسلسلة وتقنيات مبتكرة

يعمل استقرار الشبكة الكهربائية على مبدأ التوازن الدقيق بين العرض والطلب. أي اختلال كبير يمكن أن يؤدي إلى انخفاض أو ارتفاع مفاجئ في مستويات الجهد، مما قد يتسبب في تشغيل أنظمة الحماية أو تعطل الأجهزة. في حادثة فرجينيا الشمالية، أدت استجابة مراكز البيانات السريعة إلى زيادة المشكلة.

يقترح الخبراء ضرورة إيجاد طريقة لاستجابة مراكز البيانات المجاورة بشكل متسلسل، سواء عند الانفصال أو إعادة الاتصال، للسماح لمشغلي الشبكة بتطوير إجراءات أكثر قوة. بدلاً من ذلك، يمكن لمراكز البيانات أن تكون مصممة لامتصاص هذه الاضطرابات. تعمل شركة ON.Energy على تطوير أنظمة إمداد طاقة غير منقطعة لمجمعات مراكز البيانات بأكملها، تعمل كبنك بطاريات كبير ومعدات تحويل طاقة متطورة. تخفي هذه الأنظمة مركز البيانات عن الشبكة، مقدمةً حملاً ثابتًا ومتجانسًا، وتسمح بتغيير أحمال الحوسبة دون التأثير على الشبكة.

تزايد الاعتماد وتوقعات المستقبل

تسمح هذه الأنظمة لمراكز البيانات بامتصاص تقلبات الطاقة من الشبكة. في حالة زيادة التيار، تقوم البطاريات بالشحن، وفي حالة الانخفاض، تقوم بإمداد الخوادم بالطاقة. وتعمل هذه الأنظمة على مواكبة الشبكة في غضون أجزاء من الثانية، مما يمنع حدوث الارتفاعات والانخفاضات المفاجئة.

تعمل ON.Energy حاليًا على تركيب أنظمة تبلغ طاقتها الإجمالية 3 جيجاوات في أربعة مجمعات لمراكز البيانات. كما بدأت الهيئات التنظيمية، مثل ERCOT، في تشديد متطلباتها، حيث ستتطلب من الأحمال الكبيرة مثل مراكز البيانات "تحمل" الاضطرابات.

تتزايد المشكلة بسرعة؛ فقد كان الانفصال الجماعي هذا الأسبوع ضعف حجم حدث مماثل في عام 2024، حيث انفصلت 60 مركز بيانات في وقت واحد، مما أدى إلى سحب 1.5 جيجاوات من الحمل. في ذلك الوقت، شكلت مراكز البيانات حوالي 6% من إجمالي الحمل. وتشير التوقعات إلى أنها ستشكل 24% بحلول عام 2040، مما يؤكد الحاجة الملحة لإيجاد حلول فعالة.