اعماق اقیانوس یا مدار زمین؟ ایده جسورانه غول‌های فناوری برای خنک کردن سرور‌های داغ هوش مصنوعی

اگر همین پنج سال پیش با کسی از «انفجار هوش مصنوعی» صحبت می‌کردید، احتمالاً با نگاهی متعجب و گیج‌کننده براندازتان می‌کرد! اما این روز‌ها هوش مصنوعی (AI) به بحث داغ محافل تبدیل شده و واکنش‌های احساسی و جدی زیادی به همراه دارد. با ظهور شرکت‌های پیشرو مثل اوپن‌ای‌آی (OpenAI) و آنتروپیک (Anthropic) و سرازیر شدن میلیاردها دلار سرمایه از سوی غول‌هایی مانند گوگل و مایکروسافت، پای هوش مصنوعی به همه‌جا باز شده است؛ از کار‌های شخصی روزمره گرفته تا شرکت‌های بزرگ و تصمیم‌گیری‌های دولتی. اما ماجرا به همین سادگی‌ها نیست؛ این فناوری تحول‌آفرین برای کار کردن به منابع عظیمی نیاز دارد، می‌تواند روی محیط زیست تأثیرات سنگینی بگذارد و حتی قبض‌های برق مردم را نجومی کند؛ مسائلی که یک پرسش بسیار بزرگ پیش پای مهندسان گذاشته است: چطور می‌توان دیتاسنترها را با بهره‌وری بالا‌تر و مصرف بهینه‌تر سرپا نگه داشت؟

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های این روزها، مهار حرارت وحشتناکی است که سرور‌های هوش مصنوعی هنگام پردازش سیل بی‌وقفه درخواست‌های کاربران در سراسر جهان تولید می‌کنند. این ماجرا شوخی‌بردار نیست و به توجه بسیار جدی نیاز دارد؛ چراکه اشتهای سیری‌ناپذیر هوش مصنوعی به برق — که بخش قابل‌توجهی از آن صرفاً برای خنک نگه داشتن دیتاسنترها مصرف می‌شود — فشار سنگینی روی شبکه‌های برق وارد می‌کند و در صورتی که این برق از سوخت‌های فسیلی تأمین شود، انتشار گازهای گلخانه‌ای را به شدت افزایش می‌دهد.

یکی از راه‌حل‌های جذابی که مطرح شده، بردن دیتاسنترها به زیر آب در اعماق اقیانوس است تا بتوان از خنک‌کنندگی طبیعی آب دریا نهایت استفاده را برد. جالب است بدانید مایکروسافت از سال ۲۰۱۸ این ایده را عملاً آزمایش کرد و یک دیتاسنتر کاملاً پلمب‌شده را برای چند سال در بستر دریای سواحل اسکاتلند به کار انداخت. با اینکه آزمایش این طرح که «پروژه ناتیک» (Project Natick) نام داشت، از دیدگاه فنی کاملاً موفقیت‌آمیز ارزیابی شد، اما مایکروسافت در نهایت به این ماجراجویی پایان داد و تصمیم گرفت سیستم زیردریایی خود را به عنوان یک محصول تجاری ادامه ندهد. طبق گزارش خبرگزاری رویترز، این غول نرم‌افزاری پروژه را به دلیل نبود تقاضای کافی از سوی مشتریان و دغدغه‌های مربوط به هزینه‌ها کنار گذاشت؛ تصمیمی که به خوبی نشان داد ساخت دیتاسنتر در اعماق اقیانوس با چه چالش‌های سرسختی روبه‌روست.

دردسرهای دیتاسنترهای زیر آب برای هوش مصنوعی

از نقاط ضعف برجسته دیتاسنترهای مستقر در اقیانوس، مسئله نگهداری و ارتقای سخت‌افزارهاست. اگر سروری در یک دیتاسنتر معمولی روی خشکی دچار مشکل شود، کارشناسان به راحتی به آن دسترسی دارند و حتی در محل آن را تعمیر می‌کنند. اما اگر سروری زیر آب از کار بیفتد، تکنسین‌ها دسترسی آسانی به آن ندارند و تعمیرات باید یا از راه دور انجام شود یا کل تجهیزات به سختی به سطح آب کشیده شوند. ارتقای سخت‌افزاری گسترده هم در دیتاسنترهای زمینی دردسر چندانی ندارد، در حالی که در تأسیسات پلمب‌شده زیر آب، شاید تعویض کامل کل سازه ارزان‌تر از تعویض تراشه‌های تک‌تک سرور‌ها تمام شود! این موضوع به ویژه برای هوش مصنوعی اهمیت حیاتی دارد، چون سخت‌افزارهای آن با سرعت سرسام‌آوری در حال تکامل هستند و گردانندگان دیتاسنترها مجبورند تراشه‌ها و سرور‌های خود را به طور مرتب به‌روزرسانی کنند.

علاوه بر این، دیتاسنترهای اقیانوسی نگرانی‌های زیست‌محیطی جدی هم به دنبال دارند. برای مثال، اگرچه آب دریا به خنک شدن سرور‌ها کمک می‌کند، اما گرمایی که این تأسیسات آزاد می‌کنند مستقیماً توسط آب‌های اطراف جذب می‌شود؛ اتفاقی که دمای آب را بالا می‌برد و ممکن است میزان اکسیژن و زیستگاه آبزیان را تحت تأثیر قرار دهد. در تأسیساتی مشابه آن چیزی که در پروژه ناتیک مایکروسافت استفاده شد، آبِ تنها چند متر دور‌تر از سازه، تنها چند هزارم درجه گرم‌تر از دمای عادی خود شد. این افزایش دما شاید در نگاه اول ناچیز و بی‌خطر به نظر برسد، اما اگر چندین دیتاسنتر غول‌پیکر در یک محدوده کوچک مستقر شوند، ماجرا کاملاً فرق خواهد کرد و اثرات زیست‌محیطی آن بسیار چشمگیرتر خواهد شد.

خودِ محیط خشن اقیانوس هم دردسرهای خاص خود را برای تجهیزات الکترونیکی دارد. آب شور دریا می‌تواند تجهیزات بیرونی را دچار خوردگی و زنگ‌زدگی کند؛ از طرف دیگر موجودات دریایی مانند کشتی‌چسب‌ها (بارناکل‌ها) روی مبدل‌های حرارتی خارجی جمع می‌شوند و عملکرد تبادل گرما را مختل می‌کنند. بنابراین به نظر می‌رسد اقیانوس با وجود پتانسیل بالا برای حل مشکل سرمایش هوش مصنوعی، در عین حال کلافی از مشکلات جدید را به وجود می‌آورد. حال پرسش اینجاست: آیا راهکار جایگزین دیگری هم روی میز هست؟

آیا فضا پاسخ نهایی به این معماست؟

یک راه‌حل بسیار بلندپروازانه‌تر، مستقر کردن دیتاسنترها روی ماهواره‌های مدار نزدیک زمین (LEO) و در نهایت روی کره ماه یا مدار آن است؛ جایی که سرور‌ها می‌توانند مستقیماً از انرژی خورشیدی تغذیه کنند و از شر بسیاری از محدودیت‌های خنک‌سازی روی زمین خلاص شوند. در این سناریو، تبادل اطلاعات میان ماهواره‌ها و زمین از طریق لینک‌های لیزری فوق‌سریع انجام می‌شود تا سرور‌ها داده‌ها را در فضا پردازش کرده و نتیجه را به سرور‌های زمینی بازگردانند. گوگل از همین حالا در حال بررسی این ایده است و در قالب «پروژه سان‌کچر» (Project Suncatcher) قصد دارد نخستین ماهواره از سه ماهواره آزمایشی خود را در سال جاری به فضا پرتاب کند. استارتاپ دیگری به نام استارکلاود (Starcloud) نیز روی سیستم ارائه هوش مصنوعی در فضا کار می‌کند و اخیراً از یک آزمایش در مدار ماه با همکاری شرکت هوافضای فایرفلای (Firefly) خبر داده تا کارایی فناوری دیتاسنترهای مداری ماه را در آینده محک بزند.

اسپیس‌ایکس (SpaceX) نیز به دنبال آن است که در چارچوب پروژه ابتکاری «استارمایند» (Starmind)، یک شبکه مداری هوش مصنوعی متشکل از ماهواره‌های مستقر در مدار نزدیک زمین بسازد. بر اساس گزارش‌ها، این شرکت قصد دارد این فناوری را در سال ۲۰۲۷ به نمایش بگذارد. بی‌تردید اسپیس‌ایکس به لطف تجربیات گسترده خود در پرتاب موشک و مدیریت شبکه رو به رشد ماهواره‌های استارلینک (Starlink) — که هر دو نقشی کلیدی در این شبکه پردازش ابری فضایی خواهند داشت — نسبت به رقبا یک گام جلوتر است.

با تمام این هیجانات، ایده دیتاسنترهای فضایی هم با موانع سنگینی روبه‌روست. جنسن هوانگ (Jensen Huang)، مدیرعامل شرکت انویدیا (Nvidia) — غول تراشه‌سازی که این روز‌ها بر موج انفجار هوش مصنوعی سوار است — به هزینه‌های نجومی پرتاب تجهیزات سنگین به مدار زمین و همچنین چالش دشوار دفع گرما در خلأ فضا اشاره کرده است. علاوه بر این، تشعشعات و تابش‌های کیهانی می‌توانند به تراشه‌های حساس هوش مصنوعی و سایر قطعات صدمه بزنند. در واقع، اگر تعمیر و ارتقای دیتاسنترها در اعماق آب کاری پردردسر است، انجام همین کار در اعماق فضا به کابوسی به مراتب بزرگ‌تر تبدیل خواهد شد!