Supercondensateurs: résoudre les pointes d’énergie de l’IA

Dans le Royaume-Unifournisseur d’électricité Réseau national fait face à un problème Chaque fois qu’il y a un football Match sur (ou tout autre événement télévisé largement vu, d’ailleurs): pendant la mi-temps, ou une pause commerciale, un nombre démesuré de téléspectateurs vont allumer leurs bouilloires de thé. Cette activité coordonnée hautement britannique soutient le réseau énergétique, provoquant des pics de demande de parfois des milliers de mégawatts.

Dans Formation de l’IAun phénomène similaire peut se produire chaque seconde. Parce que la formation est orchestrée simultanément parmi plusieurs milliers de GPUS en massive centres de donnéeset avec chaque nouvelle génération de GPU consommant une quantité toujours croissante de puissance, chaque étape du calcul correspond à un pic d’énergie massif. Maintenant, au moins trois entreprises sortent une solution pour lisser la charge vue par la grille – pour ajouter banques d’énorme condensateursconnu sous le nom supercondensatorsà ces centres de données.

«Lorsque vous avez tous ces clusters GPU, et qu’ils sont tous liés ensemble dans la même charge de travail, ils s’allumeront et se désactiveront en même temps. C’est un changement fondamental», dit Joshua Buzzellvice-président et architecte en chef du centre de données chez le fournisseur d’équipement électrique Eaton.

Ces pointes coordonnées peuvent tendre le réseau électriqueet le problème promet de s’aggraver plutôt que de mieux dans un avenir proche. «Les problèmes que nous essayons de résoudre sont les modèles de langue qui sont probablement 10 à 20 fois, peut-être 100 fois plus grands» que ceux qui existent aujourd’hui, dit Buzzell.

Les charges de travail de l’IA utilisent parfois la puissance en rafales courtes, ce qui fait que le réseau électrique ressent une charge oscillante (bleue). Banques de supercondensators Peut stocker de l’énergie sur de courtes échelles de temps (violet), qui compense les éclats de puissance de l’IA et crée une demande d’énergie plus fluide sur le réseau (rouge). Siemens Énergie

Une solution consiste à compter sur la sauvegarde alimentation électrique et batteurs Pour la charge et la décharge, qui peuvent fournir une puissance supplémentaire rapidement. Cependant, la façon dont une batterie de téléphone se dégrade après plusieurs cycles de recharge, batteries au lithium-ion se dégradez rapidement lors de la charge et de la décharge à ce taux élevé.

Une autre solution consiste à utiliser des calculs factices, qui se déroulent sans les pointes, pour lisser la demande. Cela fait que la grille porte une charge plus cohérente, mais cela gaspille également l’énergie faisant un travail inutile.

Plusieurs entreprises sortent une nouvelle solution utilisant des banques de supercondensateurs. Les supercondensateurs ont deux plaques parallèles, comme des condensateurs réguliers. Mais ils ont également une couche d’électrolyte entre les plaques, semblable à une batterie. Cependant, alors que les batteries stockent l’énergie chimiquement, les supercondensateurs stockent l’énergie électrostatiquement, sans avoir besoin d’une réaction. Cela leur permet de charger et de se décharger rapidement, offrant une sauvegarde de puissance sur de courtes échelles de temps qui ne se dégrade pas significativement avec le temps. Siemens Energy Vente le E-statcomun supercondensateur Banque connectée parallèle à la charge au niveau de l’ensemble du centre de données. Ils peuvent charger et se décharger à des échelles de temps en millisecondes, faire du vélo jusqu’à 75 mégawatts par unité et promettre de durer entre 12 et 20 ans. L’entreprise recherche actuellement des clients dans l’espace de centre de données.

Eaton vend le Xlhv (Entre autres configurations), une banque supercondensatrice de la taille d’une seule unité d’un rack de serveur (156 par 485 par 605 millimètres de profondeur). Une unité peut fournir dynamiquement jusqu’à 420 kilowatts de puissance et peut également durer jusqu’à 20 ans. Certains de ces produits sont déjà déployés dans des centres de données.

Et Delta Electronics Vente le Étagère de capacité de puissanceune banque de taille 1 rack-unit de lithium-ion Des condensateurs capables de prendre en charge une charge de 15 kilowatt jusqu’à 5 secondes. «Les condensateurs Delta Electronics sélectionnés sont en quelque sorte à mi-chemin entre les supercondensateurs et les batteries au lithium», explique Jason Lee, chef de produit mondial pour les supercondensateurs à Eaton.

Ces produits et d’autres de ce type peuvent aider à lisser les fluctuations de charge sur la grille. «Cela fait partie du fait de devenir un bon citoyen de la grille», explique Lee. « Donc, au lieu de voir toutes ces fluctuations revenir à la grille, nous pouvons prendre toutes les impulsions et les points faibles et simplement les lisser où les services publics offrent une puissance plus ou moins moyenne. »

Cela devient particulièrement important lors de la transition vers énergies renouvelables. L’alimentation électrique de solaire et énergie éolienne est plus variable que celui de pétrole et gazcar cela dépend de la météo et d’autres facteurs. Cela signifie qu’il n’est pas toujours facile de ramper l’alimentation ou vers le bas en réponse à une charge variable. Les charges prévisibles permettent une meilleure planification et un meilleur provisionnement, ce qui rend la mise en œuvre d’une sorte de mécanisme de lissage particulièrement important.

Cependant, note Lee, ce n’est pas une panacée. Les supercondensateurs «ont un créneau. Ils ne remplaceront pas les batteries partout. Mais ces événements à court terme (comme les rafales d’alimentation de l’IA), c’est une application idéale pour les supercondensateurs.»