Почему ИИ наконец-то смог победить Эдисона

Растущий спрос на электроэнергию со стороны центров обработки данных искусственного интеллекта и электромобилей угрожает устойчивости и без того перегруженной энергосистемы. Но удовлетворять дополнительный спрос с помощью существующей сети, архитектура которой изначально была разработана для питания лампочек, — это все равно, что есть суп вилкой — вы можете это сделать, но есть способ получше. По иронии судьбы, лучшим способом, возможно, является то, как Томас Эдисон спроектировал первую коммерческую электростанцию в США еще в 1882 году, которая использовала электричество постоянного тока (DC), которое течет в одном направлении, как вода через шланг. Станция Эдисона на Перл-Стрит первоначально обслуживала только двух клиентов, JP Morgan и The New York Times, снабжая их той энергией, которая необходима сегодня для работы серверов центров обработки данных (компьютеров) и электромобилей (EV).

Соперник Эдисона, Джордж Вестингауз, пропагандировал переменный ток (AC), который быстро меняет направление вперед и назад, как океанский прилив. Эта особенность позволила Westinghouse использовать оборудование, называемое трансформаторами, которое позволяет электричеству переменного тока передаваться на большие расстояния, создавая основу для централизованной сети. То, что последовало за этим, стало известно как «Текущие войны» — ожесточенная публичная вражда между изобретателем Эдисоном и бизнесменом Вестингаузом. Эдисон даже инсценировал казнь на электрическом стуле слонихи Топси в 1903 году, чтобы доказать опасность переменного тока. Вестингауз выиграл войну, и с тех пор сеть работает от переменного тока.

За десятилетия после Войн Текущих событий округ Колумбия отошёл на второй план, но так и не исчез полностью. Он тихо сохранялся в тех уголках энергетического мира, где постоянный ток был проще, эффективнее или и то, и другое. Это был предпочтительный ток для железных дорог, телеграфа и первых телефонных систем. В 1970-х годах низковольтный постоянный ток обрел новую жизнь среди энтузиастов автономной электросети, известных как «заземлители», которые снабжали кабины 12-вольтовым освещением и автомобильными аккумуляторами задолго до того, как в моду вошли экологически чистые микросети. Дома на колесах, парусные лодки и отдаленные аванпосты успешно работали от постоянного тока низкого напряжения. Простота технологии сделала ее доступной для тех, кто не имеет доступа или просто находится в зоне досягаемости коммунальных сетей.

Цифровой век

Затем наступил век цифровых технологий, и DC без помпы тихо вернулся. Каждый ноутбук, сотовый телефон, телевизор и светодиодная лампа преобразуют сетевой переменный ток в постоянный с помощью крошечных кирпичиков и адаптеров, известных как настенные бородавки, разбросанных под столами и за диванами. Умножьте это на миллиарды устройств, и вы получите невидимый шум преобразований энергии, происходящих повсюду вокруг нас, каждую секунду каждого дня.

Развитие солнечной энергии и батарей за последние два десятилетия сделало аргументы DC еще более убедительными. Солнечные панели генерируют постоянный ток. Батарейки хранят его. Тем не менее, сеть по-прежнему настаивает на преобразовании этого чистого тока в переменный ток, чтобы переместить его на несколько футов, только для того, чтобы снова преобразовать его обратно в постоянный ток для питания наших устройств. Каждый шаг увеличивает неэффективность и стоимость, что является пережитком дизайнерских решений энергосетей 19-го века.

ИИ меняет уравнение

Теперь мы достигли поворотного момента, который может, наконец, переписать окончание нынешних войн. Впервые за десятилетия спрос на электроэнергию стремительно растет, чему способствуют центры обработки данных искусственного интеллекта, работающие на постоянном токе: каждый сервер, обучающий и предоставляющий искусственный интеллект, и каждая система хранения данных, поддерживающая эти серверы, говорят на том же электрическом языке, который когда-то отстаивал Эдисон.

Внутри центров обработки данных несоответствие становится дорогостоящей проблемой. Энергия из сети несколько раз преобразуется между переменным и постоянным током, пока не поступает в виде постоянного тока на серверы, которые ее фактически используют. Каждое из этих преобразований тратит энергию, выделяет тепло и занимает ценное пространство в стойке компьютерного сервера.

Скорость к власти

Гипермасштабировщики, такие как Google и Microsoft, одержимые «скорость к власти» и разочарованные вялой работой коммунальных предприятий, обращаются к солнечным батареям и аккумуляторам для обеспечения или увеличения мощности. Учитывая, что эти источники постоянного тока питают нагрузки постоянного тока напрямую, преобразование через переменный ток в середине начинает выглядеть абсурдно.

Компании, занимающиеся искусственным интеллектом, такие как Nvidia, не принимают статус-кво, а скорее активно направляют энергетическую отрасль к новой парадигме высокого напряжения постоянного тока. Устаревшие поставщики, а также новая волна стартапов спешат разработать инфраструктуру для этого родного мира DC.

Следующая глава

Спустя более чем столетие постоянный ток больше не является причудливым пережитком. Это становится естественным течением эпохи ИИ. Когда Эдисон осветил нижний Манхэттен, он, возможно, никогда не мог себе представить, что его нынешние парки автономных транспортных средств будут питаться энергией или питать кластеры искусственного интеллекта размером с городские кварталы. Однако технология, которую он отстаивал, оказывается именно тем, чего требует цифровая эпоха. Электросеть не откажется от переменного тока, но граница электрификации может снова принадлежать постоянному току. Спустя 140 лет нынешние войны ведутся заново, и на этот раз Эдисон вполне может победить.