ИИ требует «физиологических» изменений – инновации в инфраструктуре

Для увеличения объема данных и мощности вычислений требуется изменение информационной инфраструктуры. Описанные выше методы обработки данных все еще базируются на устаревшей инфраструктуре. Развитие искусственного интеллекта требует «физиологических» изменений.

Зеленое тело

Мозг составляет 2 % от массы тела. Но при этом потребляет 20 % суточной нормы энергии всего организма – 20 % кислорода и 75 % сахара.

Искусственный интеллект имеет в этом смысле сходство с человеческим. Данные и алгоритмы не являются физическими, в отличие от материи и аппаратного обеспечения. «Мыслительный процесс» требует огромных материальных ресурсов и энергии. В крупных центрах обработки данных помимо многоуровневых серверов имеются большие и малые источники питания, устройства контроля окружающей среды и мониторинга и различные средства, обеспечивающие безопасность. Все они работают круглосуточно. И сам мозг тоже потребляет много энергии.

Интернет функционирует бесперебойно и не зависит от погоды. Согласно статистическим данным, в 2011 году центр данных Китая потреблял 70 миллиардов киловатт электроэнергии. Это составляет 1,5 % от общего энергопотребления и эквивалентно годовому потреблению электричества в Тяньцзине.

В марте 2015 года Министерство промышленности и информационных технологий, Администрация государственных органов и Национальная энергетическая администрация сформулировали и обнародовали «Национальный план работы над пилотным проектом “Зеленый центр данных”». В Программе было упомянуто несколько интересных показателей: «С быстрым развитием информационных технологий ускорились темпы роста глобального центра обработки данных. Доля энергопотребления центра от общего мирового показателя составляет 1,1-1,5 %. Проблема высоких энергетических расходов беспокоит правительства… В США средняя эффективность центра обработки данных на сегодняшний день достигла 1,9 PUE (PUE = потребляемая мощность общего оборудования для вычислительного центра / потребление энергии IT-оборудования). Средний показатель по миру составляет менее 1,2 PUE. В последние годы активно развивается центр обработки данных Китая. Он уже насчитывает 400 000 сотрудников и потребляет около 1,5 % от общего объема электроэнергии. Коэффициент эффективности использования энергии большинства центров в целом по-прежнему превышает показатель 2,2. Международные лидеры отрасли все еще сохраняют большой разрыв и обладают огромным энергетическим потенциалом. Кроме того, они активно внедряют водосберегающие, низкоуглеродистые и другие технологические продукты и передовые методы управления для создания экологичного центра обработки данных. Они стремятся минимизировать воздействие центра на окружающую среду и обеспечить максимально эффективное использование энергии. Правительство Америки разработало «Интеграционный план Федерального центра обработки данных и энергетических ресурсов». Европейский союз сформулировал «Критерии энергоэффективности центра обработки данных». А Международная организация «Гринпис» сосредоточилась на разработке стандартов и механизмов повышения эффективности энергопотребления центра обработки данных и защиты окружающей среды».

Что делать нам?

«Охлаждение» оборудования – работа, требующая постоянных инноваций. Крупные компании могут размещать центры обработки данных в холодных регионах. В последние годы по этой причине крупные скопления данных переместились в Исландию, как в фильмах про Джейсона Борна. Кроме того, охлаждение может быть достигнуто за счет морской воды или воздуха в целях экономии энергии и защиты окружающей среды.

Город Яньцюань в провинции Шаньси – город с длинной историей. В 200 км к западу от Яньцюань находится 1400-летнее захоронение Тан Гаоцзу и Ли Юаньбинг. А на электростанции Niangziguan, которая находится примерно в 50 километрах к северо-востоку от Яньцюань, зародился научный фантастический роман «Три тела» – основа «космической социологии». Яньцюань – это город угольных шахт. Поэтому уровень загрязнения воздуха здесь, как в Пекине. Промышленность нуждается в модернизации. Связь между прошлым и будущим похожа на туман, который расстилается по горам и долинам рек.

В 2015 году здесь работал центр Baidu Cloud Computing (Yangquan) (Центр облачных вычислений Yangquan). Хранилище данных справлялось с объемом информации в 4000 PB, что эквивалентно 200 000 экземплярам книг Национальной библиотеки Китая. Общее количество центральных процессоров центра составляло до 700 000, а общее количество ядер превышало 3 миллиона. Высокопроизводительные энергосберегающие серверы и ряд технологий, обеспечивающие сохранение окружающей среды по нормам Китая, достигли уровня PUE 1,3. 1 часть использовалась для расчета данных, 0,3 – для рассеивания тепла и некоторых других целей. Центр стал лучшим в Азии по меркам «зеленой энергии».

Придерживаясь политики открытости, Baidu и Tencent, Alibaba, China Mobile, China Telecom и другие лидеры отрасли совместно создали первый в Китае аппаратный проект с открытым исходным кодом – план Tianzhu. Его задача – создать технический стандарт и разработать индивидуальные серверные решения для удовлетворения огромных потребностей вычисления и хранения в центре обработки данных. Это значительно снизит затраты на приобретение оборудования и создание центров обработки данных.

В сентябре 2014 года Tianzhu обновил серверные технологии до версии 2.0. Были усовершенствованы стратегии охлаждения и использования пространства. Модули, интерфейсы и протоколы имели подробные определения. Экономия энергопотребления реализовалась посредством комплексного проектирования различных ресурсов, что отражало быструю эволюцию Интернета. Спецификация 3.0 подчеркнула модульность и детализацию.

В мае 2015 года проект Yangquan Cloud Computing Center, впервые использующий солнечную энергию на национальном рынке, был успешно подключен к сети. Новый тип энергии позволил сократить количество выбросов двуокиси углерода до 107,76 тонн. Экономия составила 43 %.