Rechenzentren weltweit stoßen wegen des Booms von Künstlicher Intelligenz an ihre energetischen Grenzen. Während die Nachrichtenagentur Reuters berichtet, dass Ausrüster für Transformatoren und Kühlung stark von dieser Entwicklung profitieren, setzen Forscher und Entwickler laut Angaben von der BBC auf Glasfaseroptik zur Senkung des Stromverbrauchs.
Engpässe bei Transformatoren und gigantische Investitionen bis 2030
Der weltweite Ausbau von Rechenzentren für rechenintensive Anwendungen erfordert enorme Summen. McKinsey prognostiziert Investitionen in Höhe von fast 7 Billionen US-Dollar bis zum Jahr 2030, wie Reuters ausführt. Doch die rasche Umsetzung scheitert oft an der Infrastruktur. Netzanschlussverzögerungen dauern in Schwellenländern bis zu 24 Monate und in entwickelten Märkten teils über acht Jahre.
Unternehmen im Bereich der digitalen Infrastruktur spüren diese Hürden unmittelbar im Tagesgeschäft.
Wing Kin Cheung, Geschäftsführer von BodaData, erklärte via Reuters, dass außerhalb des Branchenkreises zwar über Grafikprozessoren gesprochen werde, innerhalb des Kreises jedoch ganz sicher Fragen zu den Lieferzeiten für Generatoren und Transformatoren gestellt würden.
Um dem Bedarf gerecht zu werden, verzeichnen führende Transformatorenhersteller wie HD Hyundai Electric aus Südkorea und Jinpan aus China stark gefüllte Auftragsbücher. HD Hyundai Electric erklärte gegenüber Reuters, es decke mit einem Auftragsbestand von über drei Jahren einen substanziellen Teil seiner Produktionskapazität für Großgeräte ab und führe bereits Gespräche für Lieferungen bis 2030.
Der Technologiesprung der Photonik und die Hürden bei der Kühlung
Neben klassischen Transformatoren gewinnen neue Ansätze an Bedeutung, um den enormen Energiehunger zu dämpfen. Forscher und Unternehmen beschäftigen sich seit Jahren mit optischen Netzwerken.
Peter O’Brien vom Tyndall Research Institute erklärte via BBC, dass sich bei Optik und Photonik derzeit gewissermaßen ein Neustart vollziehe.
Dass der Chipriese Nvidia die Technologie unterstützt, verleiht ihr zusätzlichen Rückenwind. Dennoch ist der Wechsel auf Lichtwellenleiter kein einfacher Austausch, da unterschiedliche Ingenieurtraditionen aufeinandertreffen.
Andrew Wheeler von Hewlett Packard Labs erklärte via BBC, man sei wirklich gut darin geworden, die Kosten auf der elektrischen Seite zu senken, sie zu entwerfen, zu fertigen, zu testen und einzusetzen.
Zudem reagieren optische Komponenten sehr empfindlich auf lokale Hitze, die von anderen Teilen des Rechenzentrums erzeugt wird. Auch die Verlegung verlangt nach neuen handwerklichen Fähigkeiten. Nach Angaben von Branchenbeobachtern, die von der BBC zitiert werden, lassen sich bei Glasfaser keine engen Kurven legen, weshalb bei der Verlegung strikte Nuancen beachtet werden müssen.
Flüssigkühlung und Halbleiter-Transformatoren als Effizienztreiber
Auf der Hardware-Seite treiben die steigenden Stromlasten pro Rechenrack den Bedarf an fortschrittlichen Kühlmethoden und neuartigen Leistungswandlern voran. Die Bank of America rechnet damit, dass der Stromverbrauch eines einzelnen KI-Racks bis Ende 2030 auf über 1,5 Megawatt steigen könnte – fast das Hundertfache eines herkömmlichen Racks. Matty Zhao, Leiterin der Asien-Pazifik-Rohstoffforschung bei der Bank of America, erklärte gegenüber Reuters, Strom und Kühlung gingen im Grunde Hand in Hand, sodass im Wesentlichen mehr Kühlung eingesetzt werden müsse, je mehr Strom verbraucht werde, da Wärme erzeugt werde.
In diesem Zusammenhang prognostiziert die Bank of America, dass die Flüssigkühlung bis 2030 rund 70 Prozent der Neuinstallationen ausmachen wird, verglichen mit etwa 30 Prozent heute. McKinsey merkt an, dass Flüssigkühlung den Energieverbrauch um über 27 Prozent senken kann. Gleichzeitig rücken Feststofftransformatoren (SST) in den Fokus, die Halbleiter anstelle von Kupferwicklungen nutzen. UBS erwartet, dass diese Geräte die Energieeffizienz um rund 4 Prozent steigern und bis 2030 einen Marktanteil von 40 Prozent erreichen.
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