La nueva iniciativa del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) se alinea con la estrategia federal de EE. UU. para fortalecer la infraestructura de IA y la confiabilidad de la red.
A medida que el consumo de energía de los centros de datos de IA se acelera en todo Estados Unidos, los científicos de ORNL han establecido un nuevo instituto de investigación centrado en gestionar la energía, la seguridad y las presiones operativas asociadas con ese crecimiento.
El instituto anunció esta semana la creación del Instituto de Centros de Datos de Próxima Generación (NGDCI). Este es un programa interno diseñado para coordinar la investigación en computación de alto rendimiento, sistemas energéticos, ciberseguridad y modelado de redes.
La medida se produce en medio de crecientes preocupaciones de que la expansión de la infraestructura de IA podría sobrecargar la red eléctrica y complicar la planificación energética a largo plazo.
El director de ORNL, Steven Streifer, explica:
«Se espera que la electricidad necesaria para alimentar los centros de datos de IA se duplique o triplique durante la próxima década, lo que ejercerá presión sobre una infraestructura que ya está bajo presión. ORNL está en una posición única para enfrentar este desafío».
Mayor demanda de energía de los centros de datos de IA
Los centros de datos de IA ya representan más del 4% del consumo total de electricidad en Estados Unidos. Los analistas del Instituto de Investigación de Energía Eléctrica estiman que esta cifra podría aumentar al 17% para 2030 si continúan las tendencias de expansión actuales.
Gran parte del crecimiento está siendo impulsado por tareas informáticas específicas de la IA. Entrenar grandes modelos de aprendizaje automático puede requerir cientos de megavatios-hora de energía, y las implementaciones a gran escala son aún más exigentes.
La Corporación de Confiabilidad Eléctrica de América del Norte advirtió que el rápido crecimiento de la demanda de los sistemas de inteligencia artificial y la electrificación industrial podría aumentar los riesgos para la estabilidad de la red en algunas regiones.
Al mismo tiempo, la inversión en infraestructura digital sigue aumentando. La consultora McKinsey & Company predice que el gasto global en centros de datos podría alcanzar los 7 billones de dólares en 2030, y que Estados Unidos representaría más del 40% de ese total.
Estrategia de la Federación y Misión Génesis
El lanzamiento del instituto coincide con un esfuerzo federal más amplio liderado por el DOE bajo una iniciativa conocida como Misión Génesis.
El programa tiene como objetivo conectar más estrechamente los activos informáticos avanzados del país con los sistemas energéticos que los alimentan, con el objetivo de aumentar significativamente la producción de investigación y desarrollo durante la próxima década.
Los investigadores de Oak Ridge dicen que el nuevo laboratorio respaldará estos objetivos al examinar formas de alimentar, enfriar y proteger la infraestructura de IA sin comprometer la confiabilidad.
El instituto se está preparando para implementar dos supercomputadoras de inteligencia artificial de próxima generación, Discovery y Lux, y se centrará en parte en garantizar que dichos sistemas funcionen de manera eficiente dentro de limitaciones energéticas más amplias.
De la tensión de la red al soporte de la red
Uno de los desafíos clave es que las redes eléctricas existentes no están diseñadas para absorber la escala y concentración de cargas que vienen con los centros de datos modernos. Si la demanda continúa creciendo al ritmo actual, los enfoques de planificación tradicionales pueden resultar inadecuados.
El laboratorio afirma que una integración más inteligente podría cambiar la ecuación. Al coordinar el suministro de energía, la gestión térmica, la programación de la carga de trabajo y las predicciones basadas en IA, los centros de datos de IA podrían, en última instancia, ayudar a equilibrar la oferta y la demanda en lugar de simplemente aumentar la tensión del sistema.
Para respaldar esta investigación, el Instituto utilizará herramientas de modelado desarrolladas a través del proyecto Modelado de crecimiento energético asociado a centros de datos (MEGA-DC) de Oak Ridge.
La plataforma evalúa los costos de infraestructura, los impactos económicos y las rutas de actualización para las empresas de servicios públicos, los reguladores estatales y los desarrolladores que evalúan nuevos proyectos de centros de datos.
Seis áreas principales de investigación
NGDCI se centrará en seis prioridades tecnológicas:
La gestión térmica avanzada reduce significativamente la energía y el agua necesarios para la refrigeración, que pueden representar hasta el 60% del consumo total de una instalación. Las nuevas arquitecturas de sistemas de energía tienen como objetivo reducir las pérdidas de transmisión y mejorar la eficiencia entre las fuentes de generación de energía y los racks de servidores. Estrategias de integración de redes que exploran cómo los centros de datos pueden contribuir a la resiliencia, en lugar de socavarla. Un sistema autónomo de gestión de carga y operaciones que optimiza las cargas de trabajo informáticas junto con la disponibilidad de energía. Medidas de ciberseguridad, incluidas las comunicaciones a prueba de cuánticos, para proteger la infraestructura física y digital. Modelado de sistemas integrados para evaluar el impacto a largo plazo de la infraestructura de IA en los mercados energéticos, el empleo, la demanda de materiales y la competitividad de Estados Unidos.
A medida que los centros de datos de IA continúan expandiéndose, los formuladores de políticas y las empresas de servicios públicos enfrentan difíciles compensaciones entre el crecimiento económico y la estabilidad de la red.
El nuevo laboratorio de Oak Ridge indica que el laboratorio nacional se está posicionando en el centro de esa conversación, centrado en cómo alinear las ambiciones informáticas avanzadas con las realidades de los sistemas energéticos que las respaldan.
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