سقوط یک خط برق در آمریکا؛ مراکز داده هوش مصنوعی چگونه شبکه را بیثبات میکنند؟
یک حادثه در نزدیکی واشنگتن نشان داد که قطع همزمان برق مراکز داده میتواند تا شیکاگو نوسان ایجاد کند. با گسترش هوش مصنوعی، کارشناسان به دنبال راهحلهایی برای جلوگیری از فاجعهای بزرگتر هستند.
سقوط یک خط برق در آمریکا؛ مراکز داده هوش مصنوعی چگونه شبکه را بیثبات میکنند؟
یک اتفاق به ظاهر ساده در نزدیکی واشنگتن دیسی، زنگ خطری جدی برای صنعت رو به رشد هوش مصنوعی به صدا درآورد. سقوط یک خط انتقال برق در هفته جاری، موجب شد بیش از ۳ گیگاوات بار مصرفی مراکز داده (Data Centers) تقریباً به طور همزمان از شبکه جدا شوند. این اتفاق نه تنها باعث چشمکزدن چراغها در مناطق وسیعی از ویرجینیا تا شیکاگو شد، بلکه آسیبپذیری شبکههای برق در برابر رشد انفجاری مراکز داده هوش مصنوعی را به وضوح نشان داد.
به گزارش TechCrunch، زمانی که خط برق قطع شد، شبکه برق معمولاً ظرف چند ثانیه بهبود مییابد، اما این بار بیش از ۱۰ دقیقه طول کشید تا وضعیت پایدار شود. دلیل آن واکنش هماهنگ و ناگهانی مراکز داده بود: با احساس نوسان ولتاژ، این مراکز به سرعت به سیستمهای برق اضطراری (Backup Power) سوئیچ کردند و بار خود را از شبکه اصلی برداشتند. بر اساس دادههای اپراتور شبکه PJM (بزرگترین اپراتور شبکه در آمریکا که از نیوجرسی تا ایلینوی را پوشش میدهد)، در عرض ۳۰ ثانیه حدود ۳.۱ گیگاوات بار ناپدید شد و در اوج حادثه، شبکه با ۳.۴۹ گیگاوات برق اضافی روبرو شد. این میزان حدود ۳ درصد از کل تقاضای برق در PJM در آن لحظه بود.
ریکاردو د آزودو (Ricardo de Azevedo)، مدیر فنی شرکت ON.Energy در گفتگو با TechCrunch این رویداد را «قناری در معدن زغالسنگ» توصیف کرد و هشدار داد که چنین اتفاقاتی با گسترش مراکز داده بیشتر و بیشتر خواهند شد. واقعیت این است که شبکه برق نیازمند تعادلی近乎 کامل بین عرضه و تقاضا است. وقتی گروه بزرگی از مصرفکنندگان سنگین مانند مراکز داده به یکباره شبکه را ترک میکنند، ولتاژ به شدت افزایش مییابد و میتواند تجهیزات را به خطر بیندازد.
این نخستین بار نیست که چنین مشکلی رخ میدهد. دو سال پیش نیز حادثهای مشابه در شبکه PJM اتفاق افتاد که در آن ۶۰ مرکز داده به طور همزمان از مدار خارج شدند و ۱.۵ گیگاوات بار از دست رفت. اما حادثه اخیر دو برابر بزرگتر بود. کارشناسان هشدار میدهند که اگر مراکز داده به همین شیوه به نوسانات شبکه واکنش نشان دهند، با افزایش سهم آنها در مصرف برق (پیشبینی میشود تا سال ۲۰۴۰ به ۲۴ درصد بار در PJM برسد)، خطر بیثباتی بزرگتر میشود.
علی زین بناتوالا (Ali Zain Banatwala)، متخصص مدلهای بازار در اپراتور سیستم برق مستقل (IESO)، در این زمینه میگوید: «ما باید راهی پیدا کنیم تا این بارهای بزرگ که در کنار هم قرار دارند، به صورت ترتیبی قطع یا وصل شوند، نه همگی با هم.» این کار به اپراتورهای شبکه امکان میدهد تا رویههای مقاومتری را از پیش طراحی کنند.
اما راهحل فقط به تنظیم زمانبندی محدود نمیشود. برخی شرکتها به دنبال تغییر اساسی در نحوه تعامل مراکز داده با شبکه هستند. استارتاپ ON.Energy یک سیستم منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) در مقیاس پردیس (Campus) طراحی کرده است که نه تنها سرورها، بلکه سیستمهای خنککننده و سایر تجهیزات را نیز پوشش میدهد. این سیستم با استفاده از بانکهای باتری و تجهیزات تبدیل قدرت پیشرفته، عملاً مرکز داده را از دید شبکه پنهان میکند. شبکه تنها یک بار پایدار و خوشرفتار میبیند و نوسانات داخلی مرکز داده (مثلاً تغییرات بار ناشی از آموزش هوش مصنوعی) بر آن تأثیر نمیگذارد. مهمتر اینکه، این سیستم میتواند نوسانات شبکه را جذب کند: در صورت افزایش ولتاژ، باتریها شارژ میشوند و در صورت افت، برق را به سرورها بازمیگردانند. به گفته د آزودو، این شرکت در حال نصب سیستمهای خود با ظرفیت مجموعاً ۳ گیگاوات در چهار پردیس مرکز داده است.
اپراتورهای شبکه نیز از خواب بیدار شدهاند. برای نمونه، ERCOT (اپراتور شبکه تگزاس) در نظر دارد بزرگمقیاسهای مصرفی مانند مراکز داده را ملزم کند که در برابر اختلالات «تابآوری» داشته باشند و بهجای قطع فوری، به شبکه کمک کنند.
برای ایران که در سالهای اخیر شاهد رشد مراکز داده و سرمایهگذاری در هوش مصنوعی بوده است، این هشدار اهمیت دوچندان دارد. شبکه برق ایران نیز با چالشهای پایداری روبروست و گسترش سریع مراکز داده بدون در نظر گرفتن این تعاملات میتواند به بحرانهای مشابهی منجر شود. تجربه ویرجینیا نشان میدهد که هماهنگی میان اپراتورهای مرکز داده و شبکه، و بهکارگیری فناوریهای نوین ذخیرهسازی انرژی میتواند از فاجعه جلوگیری کند. شاید وقت آن رسیده باشد که پیش از وقوع حادثه، فکری اساسی کرد.