Цахиурын хөндийн тэргүүлэх технологийн компаниудын сурталчилгааны тайлан болон танилцуулгууд хиймэл оюуныг биет ертөнцөөс ангид, үүлэн тооцооллын хийсвэр орон зайд оршдог мэтээр дүрсэлдэг. Гэвч бодит байдал дээр орчин үеийн генератив хиймэл оюуны дэд бүтэц нь дэлхийн хамгийн их цахилгаан эрчим хүч залгидаг, олон зуун сая литр ундны ус ууршуулдаг, бүхэл бүтэн улс орны хэмжээний физик дэд бүтцийг шаарддаг нүсэр үйлдвэрлэл болон хувирлаа. Компьютерын дэлгэц дээр хэдхэн хоромд гарч ирэх хариулт бүрийн цаана хөргөлтийн цамхгуудад шингэх цэвэр ус, улайсах цахиур чипүүд болон нийтийн эрчим хүчний сүлжээний хамгийн дээд хязгаар дахь ширүүн тулаан нуугдаж байна. Энэхүү физик хязгаарын хамгийн тод илрэл нь 2024 оны есдүгээр сард Microsoft компани Constellation Energy корпорацтай байгуулсан 20 жилийн хугацаатай эрчим хүч худалдан авах тусгай гэрээ байв. АНУ-ын түүхэн дэх хамгийн ноцтой цөмийн ослын бэлгэдэл болсон Пенсильвани мужийн Three Mile Island станцын бүрэн бүтэн үлдсэн 1-р блокийг Crane Clean Energy Center нэртэйгээр дахин сэргээж, 835 мегаватт цөмийн эрчим хүчийг зөвхөн Microsoft-ын дата төвүүдэд нийлүүлэхээр 1.6 тэрбум долларын төсөл баталсан юм. 2019 онд эдийн засгийн хувьд ашиггүй хэмээн хаагдаж байсан цөмийн станцыг хиймэл оюуны өсөлтөөс үүдэлтэй цахилгааны өлсгөлөн ийнхүү дахин амь орууллаа.
Three Mile Island цөмийн цахилгаан станц
АНУ-ын Пенсильвани муж дахь Three Mile Island цөмийн цахилгаан станцын хөргөлтийн цамхаг. Microsoft тус станцын 1-р блокийг зөвхөн хиймэл оюуны дата төвүүдийг тэжээх зорилгоор 2028 онд дахин ашиглалтад оруулахаар гэрээлжээ. Эх сурвалж: Wikimedia Commons / Constellation Energy
Three Mile Island-аар энэ давалгаа зогссонгүй. Үүнээс хэдхэн сарын өмнө Amazon Web Services (AWS) компани Talen Energy-ийн Susquehanna цөмийн цахилгаан станцын дэргэдэх Cumulus дата төвийн кампусыг 650 сая доллароор худалдан авч, 960 мегаватт хүртэлх цөмийн эрчим хүчийг нийтийн сүлжээгээр дамжуулахгүйгээр шууд станцаас нь өөрийн серверүүд рүү холбох загварыг хэрэгжүүлж эхэлсэн билээ. Энэхүү алхам нь АНУ-ын Эрчим хүчний зохицуулах хороон дээр (FERC) орон нутгийн нийтийн үйлчилгээний компаниудтай томоохон маргаан үүсгэв. Нийтийн сүлжээнээс асар их эрчим хүчийг зөвхөн ганц хувийн компани шууд татан авч байгаа нь энгийн хэрэглэгчдийн цахилгааны тарифыг нэмэгдүүлж, ерөнхий сүлжээний найдвартай ажиллагааг алдагдуулна гэж бусад компаниуд эсэргүүцэж байна. Үүнтэй зэрэгцэн Google компани 2030 оноос эхлэн Kairos Power-ийн хайлмал давсан хөргөлттэй жижиг модуль реакторуудаас (SMR) нийт 500 мегаватт цахилгаан худалдан авахаар гэрээлснээр технологийн аварга компаниуд өөрсдийн бие даасан эрчим хүчний дэд бүтцийг байгуулах замд эргэлт буцалтгүй орлоо. Нар ба салхины эрчим хүч нь байгаль цаг уурын байдлаас хамааран тасалддаг тул өдөр шөнөгүй тасралтгүй ажиллах шаардлагатай олон зуун мянган график процессор бүхий кластеруудад суурь эрчим хүч болж чадахгүй байгаа нь цөмийн эрчим хүч рүү хошуурах гол шалтгаан болов.
Дата төвийн өндөр нягтралтай серверүүд
Олон зуун мянган график чип ажиллаж буй дата төвийн дотоод орчин. Чипүүдийн ялгаруулах халууныг бууруулахын тулд шингэн хөргөлт болон ууршуулах цамхгуудыг ашигладаг. Эх сурвалж: Wikimedia Commons / Datacenter Archive
Олон улсын эрчим хүчний агентлагийн (IEA) гаргасан албан ёсны тайланд дурдсанаар дэлхийн нийт дата төвүүдийн цахилгаан хэрэглээ 2022 онд ойролцоогоор 460 тераватт-цаг (TWh) байсан бол 2026 он гэхэд 1,000 тераватт-цаг давж өсөх төлөвтэй байна. Энэ нь Япон эсвэл ХБНГУ-ын жилийн нийт цахилгаан хэрэглээтэй тэнцэх хэмжээний эрчим хүч бөгөөд зөвхөн хиймэл оюуны сургалт ба дүгнэлт хийх серверүүдэд зарцуулагдана гэсэн үг юм. АНУ-ын Виржини муж дахь Дата төвийн гудамж хэмээн алдаршсан Лаудон тойрогт гэхэд л дата төвүүдийн хэрэглээ тус мужийн нийт цахилгаан эрчим хүчний 25 хувийг давж, орон сууцны хорооллуудын дундуур өндөр хүчдэлийн шинэ шугам татахаас өөр аргагүйд хүрч байна. Эрчим хүчний хомсдолоос гадна өөр нэг ноцтой сорилт бол өндөр хүчдэлийн дэд станцуудын трансформаторын нийлүүлэлтийн гинжин хэлхээний гацаа юм. Том хэмжээний дэд станцын трансформаторын захиалга хийгдсэнээс хойш нийлүүлэгдэх хугацаа өмнө нь 1 жил байсан бол өдгөө 4 жил хүртэл уртасчээ. Цахиурын хөндийн хөрөнгө оруулагчид хичнээн тэрбум доллар бэлнээр төлөхөд бэлэн байсан ч бодит ертөнцийн зэс утас, ган хийц, хүнд даацын цахилгаан тоноглолууд үйлдвэрлэлийн хүчин чадлаасаа шалтгаалан зах зээлийн эрэлтийг гүйцэхгүй байна. Цаашлабал, чип үйлдвэрлэгч Nvidia компанийн хамгийн сүүлийн үеийн Blackwell GB200 NVL72 архитектур нь нэг тавиуртаа 120 киловатт хүртэл цахилгаан хэрэглэдэг болсон нь уламжлалт дата төвүүдийн инженерийн стандартаас 10 дахин давсан үзүүлэлт юм. Ийм их нягтралтай дулааныг энгийн агаарын сэнсээр үлээлгэж хөргөх ямар ч боломжгүй тул шууд чипэн дээр суурилуулах өндөр даралттай битүү шингэн хөргөлтийн систем рүү шилжихээс өөр аргагүйд хүрч байна. Энэ нь дата төвийн барилга угсралтын өртгийг эрс нэмэгдүүлж, нэг мегаватт хүчин чадал суурилуулах зардал 10-15 сая долларт хүрч өссөн нь санхүүгийн асар том дарамт дагуулж байна. Гэвч эрчим хүчнээс гадна олон нийтийн анхаарлын гадна үлддэг хамгийн эмзэг асуудал бол цэвэр усны хэрэглээ юм. Калифорнийн их сургуулийн (UC Riverside) профессор Шаолей Рэний судалгааны багийн тооцоолсноор ChatGPT-тэй харилцах 20-50 асуулт бүхий нэг удаагийн харилцан яриа нь хөргөлтийн цамхагт ойролцоогоор 500 миллилитр буюу хагас литр цэвэр усыг ууршуулан агаарт хийсгэдэг байна. Загваруудын овор хэмжээ томрох тусам серверүүдийн ялгаруулах дулааныг бууруулахын тулд ашиглаж буй усны хэмжээ асар хурдтай нэмэгдэж байна. Нэг том 100,000 GPU бүхий сургалтын кластер өдөр бүр хэдэн сая литр ундны усыг хөргөлтөд зарцуулж байгаа нь Аризона, Айова, Техас зэрэг усны хомсдолтой бүс нутгуудын хөдөө аж ахуй, орон нутгийн иргэдийн усан хангамжтай шууд зөрчилдөж эхэллээ. Энэхүү бодит нөхцөл байдал нь Цахиурын хөндийн компаниудын нүүрстөрөгчийн хийн ялгарлыг тэглэх (Net Zero) амлалт болон бодит үйл ажиллагааны хооронд асар том зөрүү үүсгэв. Google, Microsoft зэрэг компаниудын нүүрстөрөгчийн нийт ялгаралт 2020 оноос хойш хиймэл оюуны өсөлтөөс шалтгаалан 30-50 хувиар огцом өссөн бөгөөд АНУ даяар хуучин нүүрсний цахилгаан станцуудыг хаах хугацааг хойшлуулж, хийн турбинуудыг яаралтай нэмж ажиллуулахад хүргэж байна. Нийтийн эрчим хүчний сүлжээнээс дата төвүүд асар их хүч татах тусам энгийн иргэдийн цахилгааны төлбөр өсөж, хиймэл оюуны бодит өртгийг нийгэм нийтээрээ төлөх эрсдэл бодитойгоор тулгараад байна. Цахилгаан сүлжээний хүчин чадал дутагдсанаас үүдэн АНУ-ын томоохон технологийн компаниуд дата төвүүдээ Ойрхи Дорнод, Норвеги, Финланд зэрэг эрчим хүчний арвин нөөцтэй улсууд руу нүүлгэн шилжүүлэх боломжийг судалж байна. Гэвч энэ нь тухайн улсуудын үндэсний аюулгүй байдал, мэдээллийн бүрэн эрхт байдлын шинэ маргааныг дагуулж байна. Дата төв барьсан газар нутаг нь дижитал эдийн засгийн төв болж үлдэх үү, эсвэл зүгээр л гадаадын супер загваруудын цахилгаан ба цэвэр усыг сордог хоосон колони болох уу гэдэг асуулт геополитикийн түвшинд хурцаар тавигдаж эхлэв. Түүнчлэн АНУ-ын зүүн бүсийн PJM эрчим хүчний захад 2024 оны дуудлага худалдаагаар 1 мегаватт хүчин чадлын хоногийн үнэ 28 доллароос огцом өсөж 269 долларт хүрсэн нь сүүлийн арван жилийн дээд амжилт боллоо. Энэхүү 800 хувийн үнийн өсөлт нь зөвхөн хиймэл оюуны дата төвүүдийн урьдчилан таамагласан эрэлтээс үүдэлтэй бөгөөд ирэх жилүүдэд энгийн айл өрхийн хэрэглээний цахилгааны төлбөрт шууд тусгагдахаар байна. Орон нутгийн иргэд дата төвийн дизель генераторын дуу чимээ, байгаль орчны доройтол, усны түвшин доошлохыг эсэргүүцэн эсэргүүцлийн жагсаал зохион байгуулах нь улам бүр ихсэв. Нөгөө талд дэлхийн хоёр дахь том хүчирхэг гүрэн болох БНХАУ өөрийн хиймэл оюуны тооцоолох дэд бүтцийг төрийн төвлөрсөн бодлогоор зохицуулж, "Дорнын өгөгдлийг баруунд боловсруулах" хөтөлбөрийг хэрэгжүүлж эхэллээ. Энэхүү төслөөр далайн эргийн үйлдвэрлэлийн бүсүүдийн мэдээллийг сэргээгдэх эрчим хүч ба усан цахилгаан станцын арвин нөөцтэй Гуйжоу, Өвөр Монгол, Нинся зэрэг баруун мужууд руу шилжүүлж байна. Ингэснээр Хятад улс цахилгааны сүлжээний ачааллаа тэнцвэржүүлж, технологийн өрсөлдөөнд эрчим хүчний давуу тал олж авахаар шаргуу ажиллаж байна. Нөхцөл байдлыг улам хурцатгаж буй өөр нэг хүчин зүйл бол хагас дамжуулагчийн сав баглаа боодлын болон цахиурын үйлдвэрлэлийн газар зүйн төвлөрөл юм. Тайванийн TSMC компани дэлхийн хамгийн дэвшилтэт хиймэл оюуны чипүүдийн 90 гаруй хувийг үйлдвэрлэж байгаа бөгөөд тус арлын эрчим хүчний сүлжээ мөн л хязгаартаа тулж байна. Хэрэв Тайваньд газар хөдлөлт болох эсвэл геополитикийн мөргөлдөөн үүсвэл зөвхөн чипийн нийлүүлэлт зогсоод зогсохгүй дэлхийн бүх дата төвийн өргөтгөл хэдэн жилээр тасалдах бодит аюул нүүрлээд байна. Дэлхийн эдийн засаг ба технологийн хувь заяа цаашид хэн илүү ухаалаг нейрон сүлжээний алгоритм зохиохоос бус, харин хэн хамгийн хямд, тогтвортой гигаватт эрчим хүч, хөргөлтийн ус болон дамжуулах сүлжээг бодитоор барьж байгуулж чадах вэ гэдэг физик хүчин чадлаас шууд хамаарахаар боллоо. Хиймэл оюуны хөгжил хэдий чинээ хурдасна, төдий чинээ биет ертөнцийн байгалийн нөөц, цөмийн реактор, цахилгааны сүлжээ болон цэвэр усны эх үүсвэрүүдээс бүрэн хамааралтай болж байгаа нь ирэх арван жилийн дэлхийн геополитикийн хамгийн том сорилт хэвээр байх болно. Ийм учраас дэлхийн улс орнуудын төрийн бодлого цаашид дата төвүүдийн байршил, эрчим хүчний зөвшөөрөл олгох дүрэм журмыг чангатгаж, байгалийн нөөцийг хувийн технологийн компаниудад хязгааргүй ашиглуулахгүй байх шинэ хяналтын механизмыг бүрдүүлэхээс өөр аргагүйд хүрч байна. Дижитал оюун ухааны эрин үе нь бодит физик ертөнцийн нөөц баялагтай ийнхүү өдөр бүр тулгарч байгаа нь биднийг технологийн хөгжлийн бодит өртгийг дахин эргэцүүлэн харахад хүргэж байна.

Цөмийн эрчим хүчний салбарт уламжлалт том станцуудаас гадна шинэ үеийн соронзон хайлуулах (fusion) технологид хийх хөрөнгө оруулалт огцом нэмэгдэж байна. OpenAI-ийн тэргүүн Сэм Альтманы хувийн хөрөнгөөрөө дэмждэг Helion Energy компани соронзон хайлуулах реактораас 2028 он гэхэд Microsoft-ын дата төвүүдэд 50 мегаватт цэвэр цахилгаан нийлүүлэх гэрээ байгуулсан нь шинжлэх ухааны уран зөгнөлийг бодит гэрээ болгон хувиргав. Үүний зэрэгцээ Билл Гейтсийн үүсгэн байгуулсан TerraPower компани Вайоминг мужийн Кеммерер хотод 345 мегаваттын шингэн натрийн хөргөлттэй Natrium реакторын бүтээн байгуулалтыг эхлүүлээд байна.

Энэ бүх өрсөлдөөн нь дэлхийн геополитикийн газрын зургийг шинээр зурж байна. Цаашид хямд, цэвэр, тасралтгүй эрчим хүчний найдвартай эх үүсвэртэй улс орнууд хиймэл оюуны эриний хамгийн том ялагч болж тодрох нь эргэлзээгүй юм. Биет ертөнцийн цахилгаан эрчим хүч ба ундны усны хязгаарлалт нь Цахиурын хөндийн хийсвэр алгоритмын өсөлтийг бодит амьдралтай холбож өгсөн хамгийн том бодит шалгуур болон үлдэж байна.

Үүний дээр сэргээгдэх эрчим хүчний сүлжээний тогтворгүй байдлыг даван туулахын тулд батерей хадгалалтын системүүдийг (BESS) дата төвүүдийн дэргэд олноор байгуулж байна. Лити-ион болон төмөр-фосфатын аварга батерейнууд нь нар ба салхины оргил үеийн илүүдэл цахилгааныг нөөцөлж, ачаалал ихэссэн үед серверүүдийг хэвийн тэжээх үүрэг гүйцэтгэж байгаа ч энэ нь төслийн анхны санхүүгийн зардлыг дахин үлэмж хэмжээгээр өсгөж байна.