Gdyby w tym tygodniu doszło do awarii pojedynczej linii energetycznej poza Waszyngtonem, regionalna sieć elektroenergetyczna normalnie zostałaby przywrócona do działania w ciągu kilku sekund. Zamiast tego stabilizacja zajęła ponad dziesięć minut, ponieważ ponad 3 gigawaty centrów danych przestały pobierać energię niemal jednocześnie, powodując gwałtowny wzrost napięcia w sieci rozciągającej się od Północnej Wirginii po Chicago.

Incydent, opisany po raz pierwszy przez TechCrunch i potwierdzony przez dane PJM Interconnection, obnażył rosnącą linię podziału w boomie sztucznej inteligencji: ogromne centra danych napędzające sztuczną inteligencję mogą zdestabilizować samą sieć, od której są zależne. W przypadku bieżącego zasięgu infrastruktury AI i analizy tego, jak rozbudowa obciąża systemy zasilania, poniższe szczegóły wyjaśniają, dlaczego rutynowa awaria stała się wydarzeniem regionalnym.

Co się stało w siatce PJM

Awaria linii przesyłowej wywołała automatyczną reakcję w hiperskalowych centrach danych skupionych w Północnej Wirginii, gdzie znajduje się największa koncentracja centrów danych na świecie. Według danych PJM podanych przez Reuters, wyczuwszy spadek napięcia, urządzenia przełączyły się na zasilanie rezerwowe i w ciągu około 30 sekund z sieci zniknęło około 3,1 gigawata obciążenia.

Sieć częściowo się zregenerowała, ale wkrótce potem spadły dodatkowe obciążenia. W szczytowym okresie sieć PJM przesyłała dodatkowe 3,49 gigawata energii elektrycznej, nie mając dokąd pójść. Minęło kolejne 11 minut, zanim operatorzy przywrócili system do równowagi. Odłączone centra danych reprezentowały wówczas około 3% całkowitego zapotrzebowania na PJM.

Chociaż zdarzenie nie spowodowało przerwy w dostawie prądu, spowodowało migotanie świateł w całym regionie. Dane zebrane przez Ting Labs, start-up obsługujący sieć czujników Internetu rzeczy zainstalowaną w gniazdkach elektrycznych, wykazały skoki napięcia rozchodzące się po całym terytorium. PJM Interconnection zarządza sieciami od New Jersey do Illinois i obsługuje 67 milionów klientów, co czyni go największym operatorem sieci w Stanach Zjednoczonych.

Kanarek w kopalni węgla

Eksperci ds. energetyki ostrzegali, że to wydarzenie jest zapowiedzią tego, co ma nadejść. „To kanarek w kopalni węgla” – powiedział TechCrunch Ricardo de Azevedo, dyrektor ds. technologii w ON.Energy. Zdarzenia obejmujące duże, skoncentrowane obciążenia, takie jak centra danych, „występują coraz częściej” – dodał.

Epizod ten przypomina podobne zakłócenia, które miały miejsce dwa lata temu w tej samej sieci PJM i może zwiastować większe awarie, jeśli centra danych nie zostaną zaprojektowane tak, aby skuteczniej radzić sobie z przerwami w dostawie prądu. Podstawowym problemem jest równowaga: sieć elektryczna musi zapewniać niemal idealne dopasowanie podaży i popytu. Kiedy się od siebie oddalają, napięcie spada lub wzrasta. Sieć i podłączone urządzenia tolerują niewielkie wahania, ale większe powodują zadziałanie zabezpieczeń, które powodują wyłączenie urządzeń z sieci.

Kiedy awaria linii energetycznej spowodowała początkowy spadek napięcia, wszystkie sąsiednie centra danych w ułamku sekundy podjęły tę samą decyzję o odłączeniu się od sieci i powrocie do własnych systemów rezerwowych. W miarę opuszczania każdego obiektu usuwano więcej ładunku, co z kolei jeszcze bardziej zwiększało podaż. Ali Zain Banatwala, starszy specjalista ds. modeli rynkowych w Niezależnym Operatorze Systemu Elektroenergetycznego, powiedział TechCrunch, że „wszystkie obiekty zdecydowały się odłączyć w odstępie kilku sekund”.

Skoordynowane rozłączenia i systemy przejazdowe

Według specjalistów ds. sieci najlepszym rozwiązaniem jest zwiększenie przewidywalności zachowania centrów danych podczas zakłóceń, a nie umożliwienie setkom obiektów niezależnej reakcji w tym samym momencie. „Musimy znaleźć sposób, aby te obciążenia, które znajdują się obok siebie, mogły sekwencyjnie odłączać się lub ponownie łączyć” – powiedział Banatwala. Bardziej uporządkowany, etapowy proces umożliwiłby operatorom sieci opracowanie z wyprzedzeniem solidnych procedur, zamiast skupiać się na łagodzeniu nagłych wahań.

Alternatywą jest budowanie centrów danych, które będą w stanie absorbować zakłócenia, a nie opuszczać sieć w momencie wahań napięcia – jest to zdolność, którą w branży nazywa się „przejściem przez sieć”. ON.Energy jest jednym ze start-upów opracowujących produkty, które pomogą centrom danych i samej sieci w reagowaniu na zdarzenia pogodowe takie jak to, które miało miejsce w tym tygodniu. Zamiast natychmiastowo zrywać połączenia, systemy przejazdowe zapewniłyby połączenie obiektów na tyle długo, aby operatorzy sieci mogli przywrócić równowagę podaży i popytu.

Dlaczego sztuczna inteligencja pogarsza problem

Rozwój sztucznej inteligencji przyspiesza dokładnie warunki, które spowodowały incydent z tego tygodnia. Szkolenie i obsługa dużych modeli językowych wymaga ogromnego, ciągłego poboru mocy, a obiekty, które to zapewniają, są coraz bardziej skoncentrowane w kilku regionach, w których ziemia, światłowód i energia elektryczna są tanie. Sama Północna Wirginia dysponuje tysiącami megawatów mocy obliczeniowej, a kolejka oczekujących żądań połączeń międzysieciowych PJM jest zdominowana przez deweloperów centrów danych.

Taka koncentracja oznacza, że ​​pojedyncza usterka lokalna może teraz kaskadować w regionie obejmującym wiele stanów. Kilka punktów procentowych całkowitego zapotrzebowania może wydawać się skromne, ale gdy obciążenie zniknie w ciągu 30 sekund, sieć nie ma czasu na zmniejszenie generacji w celu dopasowania. Rezultatem jest nadwyżka mocy, z której nie ma dokąd uciec – lustrzane odbicie niedoborów, które powodują ciągłe przerwy w dostawie prądu, ale nie mniej destabilizujące.

Operatorzy sieci i organy regulacyjne rozważają obecnie, czy obiekty hiperskalowe należy traktować inaczej niż zwykłych klientów przemysłowych, stosując bardziej rygorystyczne zasady dotyczące tego, jak szybko mogą odłączać i ponownie łączyć. Ponieważ przewiduje się, że w nadchodzących latach zapotrzebowanie na rozwiązania sztucznej inteligencji będzie wzrastać, ryzyko związane z właściwym opracowaniem tych ram szybko rośnie.

Wyprzedź sztuczną inteligencję

Kolizja między obliczeniami AI a siecią energetyczną dopiero się zaczyna, a kolejne zakłócenia mogą być większe. Aby przeczytać więcej aktualności na temat AI i śledzić reakcje operatorów, organów regulacyjnych i start-upów, śledź AI Buzz Wire.

Przeczytaj więcej aktualności o sztucznej inteligencji →