مراکز داده هوش مصنوعی به زیر بستر اقیانوس‌ها می‌روند؛ ایده‌ای با چالش‌های جدید
به گفته ایتنا، این رشد سریع هزینه‌های قابل توجهی را به همراه دارد. مراکز داده‌ای که مسئول پردازش درخواست‌های هوش مصنوعی هستند، به مقدار زیادی برق نیاز داشته و بخشی قابل توجه از این انرژی صرف خنک نگه داشتن سرورها می‌شود.
مصرف بالای انرژی نه تنها بر روی شبکه‌های انرژی فشار می‌آورد و می‌تواند موجب افزایش هزینه‌های انرژی برای مصرف‌کنندگان شود، بلکه در مناطقی که تولید برق به سوخت‌های فسیلی وابسته است، می‌تواند میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را نیز افزایش دهد.
در چنین شرایطی، یکی از ایده‌های امیدوارکننده، انتقال مراکز داده به زیر آب و بهره‌گیری از ظرفیت طبیعی اقیانوس برای خنک‌سازی تجهیزات است.
تجربه مایکروسافت: چرا پروژه مرکز داده زیر آب متوقف شد؟
مایکروسافت از اولین شرکت‌های بزرگ بود که ایده استقرار مراکز داده در عمق دریا را به صورت عملی آزمایش کرد. این شرکت در سال ۲۰۱۸، پروژه‌ای به نام «ناتیک» (Project Natick) را به راه انداخت و یک مرکز داده کاملاً مهروموم‌شده را در بستر دریا نزدیک سواحل اسکاتلند مستقر ساخت.
هدف این آزمایش بررسی امکان استفاده از آب سرد دریا به عنوان یک روش خنک‌کننده و ارزیابی کارایی تجهیزات در محیط زیر آب بود. اگرچه نتایج آزمایش به لحاظ فنی موفقیت‌آمیز ارزیابی شد، اما مایکروسافت در نهایت تصمیم به ادامه توسعه تجاری این فناوری نگرفت.
به نقل از رویترز، نبود تقاضای کافی از جانب مشتریان و نگرانی‌های مالی از دلیل‌های اصلی کنار گذاشتن این طرح محسوب می‌شوند.
این تجربه نشان می‌دهد که موفقیت فنی یک فناوری، الزاماً به معنای امکان استفاده اقتصادی و وسیع از آن نخواهد بود.
تعمیر و ارتقای سرورها؛ چالشی جدی در عمق دریا
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های توسعه مراکز داده زیر آب، مشکلات نگهداری و ارتقای تجهیزات است.
در مراکز داده مستقر در خشکی، تکنسین‌ها می‌توانند به راحتی به سرورهای معیوب دسترسی پیدا کنند، قطعات خراب را تعویض کرده یا تجهیزات را در محل ارتقا دهند.
اما در تأسیسات زیر آب، چنین دسترسی مستقیمی وجود ندارد. در صورت بروز خرابی در سرورها، تعمیرات باید از راه دور انجام شود یا تجهیزات به سطح آب جهت بررسی و تعمیر منتقل شوند.
این محدودیت بخصوص برای مراکز داده هوش مصنوعی اهمیت دارد؛ زیرا پردازنده‌ها و تراشه‌هایی که در این زمینه بکار گرفته می‌شوند، بسرعت در حال تکامل هستند و شرکت‌ها ممکن است مجبور شوند سخت‌افزار خود را در فواصل زمانی نسبتاً کوتاه به‌روز کنند.
در برخی موارد، تعویض کامل یک واحد زیر آبی می‌تواند به صرفه‌تر از خارج کردن و تعویض تراشه‌های سرورهای منفرد باشد؛ موردی که به نوبه خود انعطاف‌پذیری این مراکز را در مقایسه با تأسیسات زمینی به چالش می‌کشد.
آیا مراکز داده زیر آب به محیط زیست آسیب می‌زنند؟
استفاده از آب دریا به عنوان یک روش خنک‌کننده برای سرورها به نظر می‌رسد که راهکاری کم‌مصرف و سازگار با محیط زیست باشد، اما این روش نیز بدون عوارض نیست. گرمای ایجاد شده توسط تجهیزات در نهایت به آب اطراف منتقل می‌شود و می‌تواند دمای محیط دریایی را افزایش دهد.
افزایش دمای آب، در صورتی که از نظر میزان و وسعت مناسب باشد، ممکن است بر سطح اکسیژن محلول و شرایط زیستی موجودات دریایی تأثیرگذار باشد.
در نمونه مشابه مرکز داده پروژه ناتیک، افزایش دمای آب در فاصله چند متری زیر تأسیسات ممکن است تنها به چند هزارم درجه برسد؛ تغییری ناچیز که در مقیاس یک مرکز داده به نظر محدود می‌رسد.
با این حال، استقرار تعدادی زیاد مرکز داده در یک ناحیه کوچک می‌تواند تأثیرات تجمعی بیشتری بر محیط زیست گذاشته و آن را تحت تأثیر قرار دهد.
از سوی دیگر، محیط اقیانوس نیز تهدیداتی برای تجهیزات به همراه دارد. آب شور می‌تواند موجب خوردگی اجزاء خارجی شود و تجمع موجودات دریایی نظیر کشتی‌چسب‌ها بر روی مبدل‌های حرارتی، می‌تواند کارایی انتقال حرارت را کاهش دهد.
بنابراین، هرچند اقیانوس می‌تواند بخشی از چالش خنک‌سازی مراکز داده را برطرف کند، اما همزمان چالش‌های جدیدی در زمینه نگهداری، دوام تجهیزات و حفاظت از محیط زیست به وجود می‌آورد.
انتقال مراکز داده به فضا؛ ایده‌ای بلندپروازانه‌تر
همزمان با توسعه طرح‌های زیرآبی، برخی از شرکت‌های فناوری به دنبال یک راهکار بسیار متفاوت و جسورانه هستند: انتقال زیرساخت‌های پردازش هوش مصنوعی به فضا.
در این رویکرد، مراکز داده بر روی ماهواره‌هایی که در مدار پایین زمین قرار دارند و بعداً حتی در سطح یا مدار ماه، راه‌اندازی می‌شوند.
چنین تأسیساتی می‌توانند از انرژی خورشیدی بهره‌برداری کنند و به همین ترتیب بخش عمده‌ای از محدودیت‌های مرتبط با زیرساخت‌های زمینی را پشت سر بگذارند.
ارتباط میان این مراکز و زمین نیز از طریق پیوندهای لیزری پرسرعت برقرار خواهد شد تا داده‌ها به منظور پردازش ارسال شده و نتایج آن به کاربران زمینی برگردانده شود.
گوگل به عنوان بخشی از پروژه Suncatcher در حال بررسی امکان ایجاد زیرساخت‌های محاسباتی هوش مصنوعی در فضا است. بر اساس گزارش‌ها، این شرکت قصد دارد نخستین ماهواره از سه نمونه آزمایشی خود را در سال جاری پرتاب کند.
شرکت Starcloud نیز فرآیند توسعه زیرساخت‌های هوش مصنوعی فضایی را در دست دارد و به همکاری با شرکت فضایی Firefly برای آزمایش فناوری موردنیاز مراکز داده آینده در مدار ماه اشاره کرده است.
اسپیس‌ایکس هم در چارچوب طرحی با نام «استارمایند» (Starmind)، درصدد ایجاد شبکه‌ای از ماهواره‌های پردازشی هوش مصنوعی در مدار پایین زمین است.
طبق برنامه‌های اعلام شده، این شرکت قصد دارد فناوری مذکور را در سال ۲۰۲۷ نمایش بگذارد.
تجربه اسپیس‌ایکس در پرتاب موشک و مدیریت شبکه ماهواره‌ای استارلینک می‌تواند مزیتی کلیدی برای اجرای این طرح باشد.
چرا ساخت مراکز داده در فضا دشوارتر از اقیانوس است؟
با وجود جذابیت ایده پردازش اطلاعات در مدار زمین، موانع فنی و اقتصادی به طور چشمگیری وجود دارد.
جنسن هوانگ، مدیرعامل انویدیا، از جمله افرادی است که به چالش‌های عملیاتی اجرای چنین پروژه‌هایی اشاره کرده است.
یکی از مهم‌ترین مشکلات، هزینه زیاد حمل تجهیزات سنگین محاسباتی به مدار زمین است.
علاوه بر این، بر خلاف تصورات رایج، خنک‌سازی تجهیزات در فضا کار ساده‌ای نیست. در خلأ فضا، امکان دفع گرما از طریق همرفت وجود ندارد و سامانه‌ها باید عمدتاً از طریق تابش حرارتی برای انتقال گرمای تولید شده استفاده کنند.
تابش‌های پرانرژی در فضا نیز می‌توانند به قطعات الکترونیکی و تراشه‌های هوش مصنوعی آسیب برسانند.
در نهایت، تعمیر و ارتقای تجهیزات فضایی حتی از مراکز داده زیر آب نیز دشوارتر خواهد بود و هرگونه اقدام نگهداری ممکن است هزینه و پیچیدگی بالایی داشته باشد.
آینده مراکز داده؛ اقیانوس یا فضا؟
افزایش تقاضا برای خدمات هوش مصنوعی، شرکت‌های فناوری را به سمت بررسی راهکارهایی هدایت کرده که ممکن است تا چند سال پیش به ایده‌های علمی‌تخیلی شبیه می‌بودند.
مراکز داده زیر آب می‌توانند از ظرفیت خنک‌کنندگی طبیعی اقیانوس بهره‌برداری کنند، در حالی که تأسیسات فضایی این امکان را می‌دهند که از انرژی خورشیدی و زیرساخت‌های پردازشی خارج از زمین استفاده شود.
با این حال، هنوز هیچ‌یک از این راهکارها به پاسخی قطعی برای تامین نیاز فزاینده هوش مصنوعی به انرژی و ظرفیت پردازشی تبدیل نشده‌اند.
تجربه مایکروسافت نشان می‌دهد که حتی طرح‌های موفق از نقطه نظر فنی نیز ممکن است به علت هزینه‌های بالا و محدودیت‌های عملیاتی کنار گذاشته شوند. پروژه‌های فضایی نیز اگر بخواهند به مرحله بهره‌برداری وسیع برسند، باید بر دشواری‌های پیچیده‌تری فائق آیند.
در نهایت، آینده این فناوری‌ها نه تنها به توانایی خنک‌سازی و تأمین انرژی سرورها، بلکه به هزینه‌های اجرایی، امکان تعمیر و ارتقا و تأثیرات زیست‌محیطی آن‌ها بستگی خواهد داشت.
