Промышленность
Повышенные нагрузки. Как развитие ЦОД влияет на энергопотребление в России
В последние годы вслед за ростом объёма больших данных стремительно увеличивается и количество центров обработки данных (ЦОД). Объём рынка данных в мире растёт в среднем на 20% в год, рынок ЦОДов в зависимости от региона — на 10—20%, иногда на 30% в год, оценивают в Ассоциации участников отрасли ЦОД. У отрасли высокий потенциал роста: мировой рынок коллокации с 2022 по 2030 год может вырасти в три раза.
Согласно оценке аналитической компании BusinesStat, за 2018—2022 годы рынок ЦОД в России вырос более чем в 2,5 раза, до 87,4 млрд рублей. По расчётам компании, в России работает более 80 коммерческих дата-центров. Среди крупнейших — центр «Ростелекома», IXcellerate, DataPro, Selectel.
По предварительным данным iKS-Consulting, по итогам 2023 года в России в коммерческих ЦОДах введено 70 100 стойко-мест, что на 20,9% больше, чем годом ранее. Количество стоек в корпоративных ЦОДах, по оценкам iKS-Consulting, на конец 2023 года составило около 310 000. Объём рынка услуг коммерческих ЦОДов в сегменте colocation в России по итогам 2023 года компания оценивает в 42,8 млрд рублей (рост на 21% год к году).
Динамика роста числа стойко-мест в РФ
Источник: iKS-Consulting
Ассоциация участников отрасли ЦОД, в свою очередь, оценивает объём рынка ЦОД в более чем 50 млрд рублей. Хотя делать точные расчёты сложно из-за отсутствия в ОКВЭД отдельного кода для деятельности ЦОД, уточняют в организации.
Дата-центры, с одной стороны, сдают в аренду своё серверное оборудование, с другой — предоставляют услуги по обработке и управлению критически важной информацией. Чтобы моментально обрабатывать большие объёмы данных, ЦОДам нужна мощная инфраструктура и надёжный, бесперебойный доступ к энергии. Так, в 2022 году на фоне активного внедрения искусственного интеллекта в работу ЦОД в мире произошёл сильный рост расхода энергии, отмечается в сборнике «Наука в Сбере 2023». Дата-центры заняли 1% мирового потребления электричества.
На этом фоне одним из важнейших направлений работы в отрасли стала разработка эффективных, энергообеспеченных ЦОД.
Оснащение энергией
Электроснабжение ЦОД в России в основном происходит за счёт присоединения к Единой энергосистеме страны. Дата-центры заключают договоры с сетевой компанией об осуществлении технологического присоединения к электрическим сетям и прокладывают собственный кабель. Затем через сбытовую компанию ЦОД ставит приборы учёта.
Для обеспечения энергоснабжения дата-центра необходимо провести подключение к электрическим сетям общего пользования или построить собственную электростанцию, говорит технический директор компании IXcellerate Сергей Вышемирский. Для обеспечения бесперебойного энергоснабжения дата-центра необходимо учитывать мощность потребляемой энергии, осуществлять резервирование и автоматизацию систем электроснабжения, а также соблюдать требования по энергоэффективности и безопасности, замечает он.
«Системный оператор ЕЭС» оценивает величину присоединённой электрической мощности к ЦОДам на апрель 2024 года в 2576 МВт (без учёта «серого» майнинга). Ещё почти столько же имеют утверждённые техусловия на присоединение. В ближайшей перспективе мощность ЦОДов, включая майнинг, увеличится до 9630 МВт.
ЦОДы развиваются кластерами по клиентоориентированной модели, то есть в местах потребления, отмечают в Ассоциации участников отрасли ЦОД. В Москве сейчас сконцентрировано более 70% ЦОД, в Санкт-Петербурге — более 10%, остальные рассредоточены по территории России. В то же время для ЦОДов существенными факторами являются доступность и стоимость электроэнергии, подчёркивают в ассоциации.
Сейчас существует ряд трудностей при текущей модели энергоснабжения, например длительный период ожидания по присоединению, который может занять 1—2 года.
В Москве уже наблюдается дефицит мощностей для новых проектов, говорят в Ассоциации участников отрасли ЦОД. На этом фоне возможно перемещение новых проектов чуть дальше от Москвы, например в Санкт-Петербург. Кроме того, активно идёт развитие ЦОДов в городах-миллионниках (Екатеринбурге, Новосибирске).
В 2024 году ассоциация ожидает рост энергопотребления отраслью как минимум на 15—20%.
По словам Сергея Вышемирского, рост энергопотребления связан с новыми цифровыми реалиями: запуском цифровых проектов, ростом популярности искусственного интеллекта и нейросетей, увеличением объёма хранимых и обрабатываемых данных. Скорость и круглосуточный доступ становятся главными показателями качества онлайн-сервисов, подчёркивает он.
Энергоэффективность и независимость
Как влияет на отрасль развитие проектов с использованием искусственного интеллекта?
Количество электроэнергии, которое потребляют искусственный интеллект и обычные системы любого корпоративного бизнеса, значительно разнятся, говорит генеральный директор сети дата-центров 3data Илья Хала.
По его словам, средняя нагрузка на стойку составляет от 7 до 12 кВт в зависимости от сферы деятельности и бизнеса. Стойки, использующиеся для работы AI, потребляют от 30 до 100 кВт из-за необходимости обработки большого объёма данных и выполнения сложных вычислительных операций, отмечает он. Также для работы алгоритмов искусственного интеллекта требуются мощные графические процессоры (GPU), что оказывает дополнительное давление на инфраструктуру ЦОД, добавляет Хала.
Для систем на базе различных технологий искусственного интеллекта требуются высокопроизводительные серверы, для этих целей чаще всего используют платы GPU, требующие много электроэнергии, подтверждает Станислав Мирин из iKS-Consulting. Безусловно, такие системы требовательны к мощности ЦОДов, однако их доля в общем объёме вычислительных мощностей пока не столь существенна, замечает он. По его мнению, в большей степени потребности в электроэнергии будут генерироваться общим ростом вычислительных мощностей и развитием рынка ЦОДов.
По оценке Ассоциации участников отрасли ЦОД, пока развитие искусственного интеллекта несущественно влияет на ситуацию с энергопотреблением ЦОДов в России. Проекты по AI носят разовый характер и реализуются частным образом, отмечают в ассоциации. Массового спроса и потребления отрасль пока не видит, но технически к этому готова, уточняют в этой организации.
В любом случае повышенная нагрузка и рост расходов энергии требуют активизации усилий в поиске энергосберегающих технологий, говорится в сборнике «Наука в Сбере 2023». На этом фоне в ближайшие годы может вырасти количество энергонезависимых ЦОДов, использующих альтернативные источники энергии и интегрируемых с AI, отмечают эксперты Сбера.
Объём вычислений постоянно увеличивается и требует более мощных процессоров и серверов, считает Сергей Вышемирский. По его мнению, искусственный интеллект постепенно перейдёт из нишевого сегмента в массовый. Так как ЦОДы управляют необходимым оборудованием для обучения ИИ, будет значительно расти спрос на их услуги со стороны потребителей.
Инфраструктура, построенная для классических вычислительных сред, не может обеспечить необходимого электропитания и охлаждения для серверов нового поколения, поясняет эксперт. Дата-центры, спроектированные 5—10 лет назад, не имеют технологической возможности к размещению высоконагруженных платформ AI с потреблением до 50 кВт на стойку. По его мнению, уже сейчас необходимо строить новые ЦОД.