数据中心电力与冷却:电网压力、太空测试与110万美元罚款
据穆迪预测,到2030年美国数据中心电力消耗将达到426 TWh,接近2025年水平的两倍。本月的新闻展示了行业应对的三种方式:联邦电网资金、轨道实验和新泽西州的执法行动。

据The Register报道,美国能源部本周宣布投入525000万美元用于电网改进。这笔资金包括19亿美元联邦拨款和335000万美元成本分担资金。
资金将投向26个州的31个项目,旨在提供至少23吉瓦的额外容量。其中19亿美元是能源部宣布的联邦份额。该计划不建设新的发电设施。大部分工作涉及重新布线或重建超过1500英里的输电线路,并在21000英里的电网基础设施中部署传感器、功率流控制设备和分析工具。能源部声称这将提高可靠性,并降低约1亿美国人的电费。美国能源部长Chris Wright表示,这些投资“将从我们已有的基础设施中获取更多价值,在电网中输送更多电力,并帮助提供负担得起、可靠且安全的电力,为未来几十年的美国繁荣提供动力”。
这种表述很重要。约束条件不仅是国家能发多少电,还有电线能承载多少,以及系统增加容量的速度。
The Register报道,穆迪本月初警告称,数据中心建设速度超过了电网增加所需容量的能力。到2030年,穆迪估计美国数据中心电力消耗将达到426 TWh,接近2025年水平的两倍。在阅读任何关于电网升级的公告时,这个数字值得记住。与此同时,运营商正通过其他方式购买电力。The Register指出,小型模块化反应堆、地热发电和老化核电站重启领域的投资激增。芯片制造商也在推动更智能、互联性更强的数据中心,以便在必要时将容量释放回电网,Nvidia也在其中。
冷却是更棘手的问题
电力吸引头条,而热量才是物理学变得尴尬的地方。谷歌的Project Suncatcher,一项测试轨道AI计算的努力,是最清晰的例证。
Ars Technica报道,谷歌的首颗实验卫星,绰号MVP,计划于10月1日搭乘SpaceX的Falcon 9火箭发射,作为Transporter-18拼车任务的一部分。卫星大小约如冰箱,搭载四颗谷歌定制的TPU AI加速器。其太阳能电池板提供约1千瓦电力,大致足够运行微波炉或吹风机。谷歌并未从零开始建造航天器。虽然内部的AI硬件属于谷歌,但卫星来自一家名为Planet Labs的卫星图像公司,据Ars Technica报道。原计划是在2027年发射两颗定制卫星,但谷歌希望加速,将其芯片整合进Planet Labs已为早期测试建造的卫星中。
冷却是测试只能短时运行的原因。Ars Technica报道,谷歌的解决方案使用一层可塑的“热界面材料”,将芯片连接到铝和铜热管,后者将热量传导至散热器,并将其投射到太空中。即便如此,系统只能运行约15分钟的短爆发,之后TPU必须关闭,让散热器跟上。
Tom's Hardware也报道了15分钟的限制,指出卫星将在轨道上停留最长六年,期间处理AI请求长达一年,之后在再入时烧毁。两家媒体对AI载荷运行时间的说法不一,因此对持续时间声明需谨慎对待。辐射是另一个问题。Ars Technica指出,辐射可能损坏芯片或通过翻转位干扰计算,而谷歌的芯片是与其地面服务器相同的TPU,而非专门加固的硬件。Tom's Hardware报道,谷歌目前的应对措施是定期重启芯片。谷歌研究高级副总裁James Manyika告诉《纽约时报》:“坦白说,我们不指望未来几年内有任何实用的运营成果。”他将这一努力比作谷歌的无人驾驶汽车,该公司“在任何东西出现前大约15年就开始测试”。
轨道数据中心并非地面电力和冷却限制的近中期答案。这是一个拥有四芯片卫星和1千瓦太阳能阵列的研究项目。据Tom's Hardware报道,谷歌曾提出长期计划,部署由80多颗卫星组成的网络化集群,但该公司自己的研究主管将时间线定在数年,而非几个季度。
新泽西州110万美元的案例
在地面上,执法层面正变得响亮。据Ars Technica于9月24日报道,新泽西州命令东海岸最大规划数据中心之一的运营商支付110万美元罚款,原因是其秘密安装和运行燃气发电机,违反了该州的空气污染控制法。DataOne在《卫报》和Floodlight News于八月进行的调查后受到罚款,该调查分享了热无人机画面,显示62台燃气发电机中有45台正在运行。
据Ars Technica报道,尽管这些发电机以1982千瓦的容量运行,超过州限50倍以上,但均未获得37千瓦及以上机组所需的许可证。新泽西州环境保护部指出,此类发电机排放二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳和其他燃烧相关污染物,可能加重哮喘、引发心脏病发作并导致早逝。DEP专员Ed Potosnak称此举是“新泽西州针对数据中心采取的最大规模的行动”,并表示数据中心不会“在该州肆意建设或运营”。
补救措施有限。DataOne被给予45天时间申请许可证或停止运营,但在寻求许可证期间可继续运行燃气发动机。当地环保非营利组织Sustain SJ的Nichole Gardner告诉Ars:“我们认为这既在金额上也在执法力度上都不足。”DataOne发言人告诉《纽约时报》,该公司“将为临时发电机申请空气许可证”,表示“不同意”罚款,并补充称该站点正在“过渡到低排放、安静的燃料电池”。
靠近Vineland场地的居民并未感到安心,该场地为包括Copilot在内的微软AI工具提供动力。Tiffany Leone-Vespa告诉《纽约时报》:“自他们未经许可运行这些发电机以来,我们一直在吸入什么?”另一位长期居民Steve Brown称其为“不要请求许可,只需事后请求原谅”的安排。新泽西州有80多个数据中心在规划或建设中,并最近通过了一项法律,终止数据中心税收抵免,阻止开发商从此前提供25000万美元激励措施的资金中受益。
将这三个故事放在一起,模式清晰可见。电网资金是真实的,但滞后。轨道实验是真实的,但微小。新泽西州罚款是真实的,但正如居民所指出的,相对于涉及的资本而言很小。它们都没有解决行业自身预测所描述的电力和冷却危机。
资料来源
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