Hiina avas Zhongweis rohelisel elektril töötava tehisaru andmekeskuse

Hiinas Zhongwei linnas alustas tööd tehisaru andmekeskus, mida kohalike allikate järgi varustatakse täielikult rohelise elektriga. Projekti rajas China Telecomi Ningxia haru ning seda esitletakse osana riigi laiemast „Eastern Data, Western Computing” strateegiast, mille eesmärk on viia suure energiakuluga andmetöötlus idapoolsetest majanduskeskustest läände, kus on rohkem maad, jahedam kliima ning suurem taastuvenergia potentsiaal.

Science and Technology Daily kirjutas, et China Telecom valmis Zhongweis riigi esimese „wind-liquid same-source standard” AIDC keskuse, mis tähendab sisuliselt tuuleenergia ja vedelikjahutuse põhimõttega rajatud tehisaru andmekeskust. Sama allika järgi valmis projekt 167 päevaga, läbis suuremahulise mehaanika- ja elektrisüsteemide ühendtesti ning ühendati korraga 100 MW rohelise elektri tarnega.

Seda teadet tuleb lugeda allikakriitiliselt. Tegemist on Hiina riigi- ja kohaliku meedia ning China Telecomi ümber koondunud projektikajastusega. Avalikult kättesaadavat sõltumatut auditit, mis kinnitaks igal ajahetkel 100-protsendilist roheelektri kasutust, ei leidunud. Küll aga sobitub projekt laiemasse, varem dokumenteeritud Zhongwei rohelise elektri otseühenduse skeemi, kus 500 MW päikesepark on juba ühendatud andmekeskuste tarbega ning 1,5 GW tuuleenergia arendus on kavandatud lisanduma.

Taust: miks Zhongwei on Hiina andmekeskuste kaardil oluline

Zhongwei asub Ningxia Hui autonoomses piirkonnas Loode-Hiinas. Piirkond ei ole Hiina suurim tarbijaturg, kuid selle tugevus on mujal: palju taastuvenergiat, madalamad jahutuskulud ja riiklik poliitiline tugi. People’s Daily järgi on Ningxia üks Hiina kaheksast riiklikust arvutusvõrgu sõlmpunktist ja üks viiest uue põlvkonna internetivahetuskeskusest.

Zhongwei roll on kasvanud just „Eastern Data, Western Computing” programmi kaudu. Selle loogika on lihtne: andmed ja teenusekasutajad paiknevad suuresti idas, kuid osa andmetöötlusest, mudelikoolitusest ja salvestusest saab viia läänepoolsetesse piirkondadesse, kus energia ja maa on soodsamad. MERICSi analüütik Jeroen Groenewegen-Lau on kirjeldanud seda kui Pekingi katset jagada digimajanduse kasu idapoolsetest linnadest kaugemale, kuigi kaugus tarbijatest tekitab viiteaja, turvalisuse ja mugavuse küsimusi.

Zhongwei on sellele strateegiale sobiv katseala. Xinhua kirjutas märtsis, et Hiina kümnest suuremast internetiandmekeskuse operaatorist kuus on Zhongweis kohal ning seal töötavad muu hulgas Alibaba, Baidu, Tencent, Meituan ja Kingsofti andmetöötluse ärid. Sama allikas märkis, et linnas oli 230 000 standardräkki ja arvutusvõimsuse indeksilt oli Zhongwei Hiinas viiendal kohal.

Mis täpselt muutus

Uus projekt lisab Zhongwei mudelile kolm olulist kihti. Esiteks on tegemist tehisarutöökoormustele mõeldud keskusega, mitte tavalise pilvesalvestuse või üldotstarbelise andmekeskusega. Tehisaru töökoormused vajavad suurema energiatihedusega servereid, graafikaprotsessoreid või muid kiirendeid, tihedamat võrguühendust ja tõhusamat jahutust.

Teiseks kasutatakse vedelikjahutust. See on oluline, sest tehisaruserverid toodavad palju rohkem soojust kui tavapärased serverirakendused. IEA märgib, et jahutus võib moodustada tõhusates suurandmekeskustes umbes 7 protsenti energiatarbest, kuid vähem tõhusates ettevõttekeskustes üle 30 protsendi. Mida suuremaks muutub ühe räki energiatihedus, seda raskem on õhkjahutusega jõudlust ja töökindlust hoida.

Kolmandaks on fookus elektri ja arvutusvõimsuse koordineerimisel. People’s Daily kirjeldas Zhongwei mudelit kui kombinatsiooni füüsilisest päikeseenergia otseühendusest, tuuleenergia turutehingutest ja elektrivõrgu varutoest. 大唐 Zhongwei New Energy asejuht Jin Liang ütles People’s Dailyle, et 500 MW päikeseprojekt on ühendatud andmekeskustega 110 kV liinide kaudu ning 1,5 GW tuuleprojekt peaks aitama katta perioode, mil päikeseenergia ei tooda.

See eristab projekti tavalisest rohesertifikaatide ostmisest. Füüsiline otseühendus tähendab, et vähemalt osa elektrist liigub tootmisüksusest andmekeskuse tarbesse spetsiaalse taristu kaudu. Samal ajal ei tähenda see automaatselt, et iga sekund kogu tarbimine tuleb otse taastuvallikast; tegelik püsivus sõltub tootmise, salvestuse, võrgu ja bilateraalse elektrikaubanduse kombinatsioonist.

PUE 1,15: hea näitaja, kuid mitte kogu keskkonnamõõdik

Lähtetekstis mainitud PUE 1,15 tähendab, et iga 1 kWh IT-seadmete tarbitud energia kohta kulub kokku umbes 1,15 kWh elektrit. Ülejäänud osa läheb jahutusele, elektrijaotusele, UPS-süsteemidele, valgustusele ja muule abitaristule. Mida lähemal PUE on väärtusele 1, seda tõhusam on andmekeskuse abitaristu.

Ningxia ametlik 2023. aasta tegevuskava ütleb, et Zhongwei andmekeskuste arendamisel eelistatakse suuri ja ülisuuri keskusi, mille PUE on kuni 1,15 ja taastuvenergia osakaal vähemalt 65 protsenti; PUE üle 1,3 uutele andmekeskustele ja laiendustele ei ole samas dokumendis lubatud.

PUE ei mõõda siiski kõike. See ei näita, kui süsinikumahukas on elekter, kui palju vett kasutatakse, kui tihti töökoormus on täisvõimsusel, milline on seadmete elutsükli jalajälg ega seda, kas taastuvenergia ost vähendab päriselt fossiilkütuste kasutust võrgus. Seetõttu on 1,15 tugev taristunäitaja, kuid mitte iseseisev tõend kliimamõju kohta.

Miks see on tähtis tehisaru jaoks

Andmekeskused on muutunud tehisaru füüsiliseks piiranguks. Mudelite treenimine, videoloome, arutlusmudelid, koodigeneraatorid ja agenttöövood vajavad järjest rohkem arvutusvõimsust. IEA hinnangul kasutasid andmekeskused 2024. aastal umbes 415 TWh elektrit ehk ligikaudu 1,5 protsenti maailma elektritarbimisest. Baasstsenaariumis võib see 2030. aastaks kasvada umbes 945 TWh-ni ehk ligi 3 protsendini maailma elektritarbimisest.

IEA värskem ülevaade märgib, et andmekeskuste elektritarbimine kasvas 2025. aastal 17 protsenti ja tehisarule keskendunud andmekeskuste energiatarbimine 50 protsenti. Samas hoiatab IEA, et tehisaru töökoormused võivad tekitada väga suuri ja kiireid võimsuse kõikumisi ning ühe arenenud andmekeskuse räki tippkoormus võib lähiaastatel olla võrreldav kümnete majapidamistega.

Hiina jaoks on probleem veelgi teravam. Reutersi andmetel tahab Hiina, et 2030. aastaks kataks taastuvenergia 80 protsenti andmekeskuste energiatarbest, võrreldes 11 protsendiga 2023. aastal. Samas võib Hiina andmekeskuste elektrinõudlus 2026.–2030. aastal kasvada 300–500 miljardi kWh võrra, mis moodustaks Reutersi viidatud hinnangu järgi 18 protsenti kogu elektrinõudluse kasvust.

Ekspertide vaade: roheline elekter ei lahenda kõiki võrguprobleeme

Reutersi analüüs toob välja, et rohelise elektri suunamine andmekeskustesse ei ole ainult elektritootmise küsimus. State Power Investment Corpi juhtivtöötaja Pei Shanpeng ütles Reutersile, et andmekeskused ei näi praegu eriti paindlikud elektritarbimise juhtimisel: kuna graafikaprotsessorid on kallid, soovivad operaatorid neid võimalikult intensiivselt kasutada.

See on keskne probleem. Päikese- ja tuuleenergia tootmine kõigub, kuid tehisarukeskus tahab töötada võimalikult stabiilselt. Kui arvutusklaster ei saa töökoormust ajas või piirkondade vahel nihutada, peab elektrisüsteem pakkuma varuvõimsust, salvestust või võrguühendust. Nii võib roheelektri otseühendus vähendada heidet, kuid lisada elektrisüsteemile uusi planeerimis- ja töökindluse riske.

State Grid Jibei Electric Power Research Institute’i asejuht Wang Zelin ütles Reutersile, et kui umbes 15 protsenti andmekeskuste tarbimiskoormusest oleks juhitav, võiks see vähendada võrgu laiendamise survet järgmise kolme kuni viie aasta jooksul. See viitab, et järgmine konkurents ei käi ainult odava elektri pärast, vaid selle üle, kes suudab tehisarutöökoormusi elektrivõrgu järgi paindlikumalt juhtida.

Sama suunda näitab IEA: tehisaru andmekeskused vajavad koormuskõikumiste juhtimiseks üha rohkem energiasalvestust ning 2030. aastaks võib andmekeskustesse maailmas lisanduda 20–25 GW akusalvestust. Sellisel juhul võivad andmekeskused muutuda mitte ainult tarbijaks, vaid teatud tingimustel ka võrku toetavaks varaks.

Zhongwei tööstuslik mõju

Zhongwei ei ehita ainult üht andmekeskust, vaid püüab luua arvutusvõimsuse tööstusklastrit. Xinhua järgi on linn avanud otseliine 27 olulisema Hiina linnaga, koguväljundribaks on 22 Tbit/s ning võrgu töökindluseks nimetatakse üle 99,99 protsendi. Sama allika järgi jääb viiteaeg enam kui 90 protsendi Hiina piirkondadega alla 20 millisekundi.

Selline võrk on oluline, sest läänepoolne andmekeskus peab teenindama idapoolseid ärikeskusi. Kõik töökoormused ei sobi kaugele viimiseks. Mudelite treenimine, varundus, sisu renderdus ja suuremad partiitööd taluvad viidet paremini. Reaalajas kasutajateenused, finantstehingud või madala viitega tööstusprotsessid võivad vajada arvutust kasutajale lähemal.

Zhongwei tööstusklaster loob nõudlust ka serveritele, kiipidele, jahutusseadmetele, võrguseadmetele, elektrijaotusele, UPS-idele ja akusalvestusele. Ningxia ametlik arengukava näeb ette roheliste andmekeskuste klastri, arvutuskeskuste, andmetöötluse, elektroonikatootmise ja seotud teenuste koondamist.

Eesti lugeja vaade

Eesti jaoks on Zhongwei projekt oluline eelkõige näitena, kuidas tehisarutaristu seob omavahel arvutusvõimsuse, elektri, jahutuse ja regionaalpoliitika. Tehisaruteenuse hind ei sõltu ainult mudelist ja tarkvarast. Üha rohkem määravad hinna ja kättesaadavuse elektrivõrk, graafikaprotsessorid, jahutussüsteemid, andmekeskuse asukoht ja töökoormuse juhtimine.

Eesti ettevõtetele tähendab see, et pilve- ja mudeliteenuste valikul tuleb vaadata rohkem kui API hinda. Oluline on küsida, kus teenus jookseb, milline on energiakasutus, kas pakkuja avaldab keskkonnaandmeid, milline on teenuse töökindlus ja kas töökoormust saab vajaduse korral viia teise piirkonda või teise teenusepakkuja juurde.

Avalikule sektorile on järeldus veel praktilisem. Kui riik plaanib suuremaid tehisarupõhiseid teenuseid, tuleb varakult mõelda andmete asukohale, energiakulule, hanketingimustele, läbipaistvusele ja toimepidevusele. Pelgalt „roheline elekter” ei ole piisav kriteerium, kui puudub selge arusaam elektri päritolust, töökoormuse kriitilisusest ja teenuse katkestustaluvusest.

Eesti andmekeskuste ja taristuarendajate jaoks on Zhongwei mudelis kaks õppetundi. Esiteks muutub energia kättesaadavus konkurentsieeliseks. Teiseks tuleb üha rohkem lahendada elektri, jahutuse ja arvutuskoormuse juhtimist korraga, mitte eraldi hangete ja eraldi meeskondade kaudu.

Riskid ja piirangud

Esimene piirang on allikate laad. Zhongwei uue AIDC keskuse kohta pärinevad kõige täpsemad tehnilised väited Hiina riigi- ja kohalikust meediast ning China Telecomiga seotud ürituse kajastusest. Sõltumatut tehnilist auditit, mis kinnitaks PUE-d, roheelektri osakaalu ja töökindlust, ei leidunud. Seetõttu tuleb 100-protsendilise roheelektri väidet käsitleda projekti omanike ja riigimeedia väitena, mitte sõltumatult kontrollitud mõõtetulemusena.

Teine piirang on roheelektri mõiste. Füüsiline otseühendus, kahepoolne elektrikaubandus, rohesertifikaadid ja võrgu varutoide on erinevad asjad. Kui need pannakse ühe „100% rohelise elektri” sildi alla, võib tavalugejale jääda mulje, et kogu tarbimine tuleb igal sekundil otse tuulest või päikesest. Tegelikult vajab ööpäevaringne andmekeskus salvestust, varutoidet, võrku või teisi tootmisallikaid.

Kolmas piirang on elektrivõrgu paindlikkus. Reutersi intervjueeritud eksperdid rõhutavad, et tehisarukeskused võivad olla võrgu jaoks keerulisemad kui traditsioonilised tööstustarbijad, sest koormuse prognoosimine ja vähendamine on raskem.

Neljas piirang on piirkondlik kaugus. MERICS on varem märkinud, et Zhongwei andmekeskuste kaugus Hiina rannikulinnadest võib tekitada klientidele viiteaja, turvalisuse ja mugavuse küsimusi. See ei välista mudelikoolitust või salvestust, kuid piirab teatud reaalajas teenuseid.

Viies piirang on keskkonnamõju tervikpilt. Madal PUE ja roheelektri tarne ei kata kogu jalajälge. Arvesse tuleb võtta kiipide tootmist, serverite eluiga, jahutusvedelikke, veekasutust, akusid, elektrivõrgu laiendust ja seda, kas uus taastuvenergia lisandub päriselt süsteemi või lihtsalt jaotatakse olemasolev roheelekter ümber.

Mida edasi jälgida

Järgmisena tasub jälgida, kas Zhongwei mudel suudab avaldada täpsemaid ja auditeeritavaid andmeid: tegelik aastane elektritarbimine, taastuvenergia osakaal tunnipõhiselt, PUE eri aastaaegadel, veekasutus, koormuse paindlikkus ja katkestuste statistika. Need näitajad on olulisemad kui avamisteate üldine roheline sõnum.

Teiseks tuleks vaadata, kas tehisarutöökoormused muutuvad elektrivõrgu suhtes paindlikumaks. Kui mudelikoolitust saab nihutada hetkedesse, mil tuul ja päike toodavad rohkem, paraneb rohelise elektri kasutatavus. Kui kõik GPU-klastrid töötavad ööpäev läbi täisvõimsusel, peab süsteem leidma tasakaalu võrgu, salvestuse ja varutootmise kaudu.

Kolmandaks on oluline jälgida, kas Hiina mudel kandub üle teistesse riikidesse. USA-s, Euroopas ja Lähis-Idas kasvab samal ajal andmekeskuste surve elektrivõrkudele, kuid regulatsioon, elektriturg, kohalik vastuseis ja andmekaitse on erinevad. Zhongwei näitab üht riiklikult juhitud taristumudelit, mitte universaalset retsepti.

Kokkuvõte

Zhongwei uus tehisaru andmekeskus on oluline, sest see ühendab kolm suurt suunda: tehisaru kasvav arvutusvajadus, taastuvenergia taristu ja riiklik regionaalpoliitika. Hiina ei ehita andmekeskusi ainult digiteenuste jaoks, vaid ka selleks, et suunata investeeringuid läänepoolsetesse piirkondadesse ning siduda taastuvenergia tootmine arvutusvõimsusega.

Samas ei tohiks avamisteadet üle tõlgendada. 100-protsendiline roheelektri väide vajab täpsemat mõõtmist, PUE ei kata kogu keskkonnamõju ning tehisarukeskuste elektrikoormus võib olla võrgu jaoks keeruline. Projekti sisuline väärtus selgub alles siis, kui on näha, kas roheelekter, salvestus, jahutus ja töökoormuse juhtimine töötavad stabiilselt ka tavapärases töös, mitte ainult avamisürituse sõnumis.

Eesti lugeja jaoks on põhijäreldus selge: tehisaru ei ole ainult tarkvara. Selle tegelik hind ja keskkonnamõju sünnivad andmekeskuses, elektrivõrgus ja jahutussüsteemis. Need muutuvad järgmiste aastate jooksul sama oluliseks kui mudelite täpsus või rakenduse kasutusmugavus.

Korduma kippuvad küsimused

Mis Zhongweis avati?

Zhongweis alustas tööd China Telecomi Ningxia haru rajatud tehisaru andmekeskus, mida Hiina riigi- ja kohalik meedia kirjeldavad kui rohelise elektriga varustatavat AIDC keskust. Projekti esitletakse osana Hiina „Eastern Data, Western Computing” strateegiast.

Kas andmekeskus töötab päriselt 100 protsenti rohelisel elektril?

Projekti omanike ja Hiina riigimeedia väitel jah, kuid avalikku sõltumatut auditit ei leidunud. Seetõttu tuleb 100-protsendilise roheelektri väidet käsitleda projekti esitajate väitena, kuni avaldatakse täpsemad tunnipõhised energiakasutuse, võrguvaru ja taastuvenergia päritolu andmed.

Mis on PUE 1,15?

PUE ehk Power Usage Effectiveness näitab andmekeskuse kogutarbimise ja IT-seadmete tarbimise suhet. PUE 1,15 tähendab, et iga 1 kWh IT-seadmete tarbimise kohta kulub kokku umbes 1,15 kWh elektrit. See on hea tõhususnäitaja, kuid ei mõõda kogu kliimamõju.

Miks Zhongwei sobib andmekeskustele?

Zhongweis on palju taastuvenergia potentsiaali, madalamad jahutuskulud ja riiklik poliitiline tugi. Xinhua järgi on linnas kohal kuus Hiina kümnest suuremast andmekeskuse operaatorist ning mitu suurt internetiettevõtet kasutavad sealset andmetöötlust.

Mis on „Eastern Data, Western Computing”?

See on Hiina riiklik strateegia, mille eesmärk on viia osa idapoolsete majanduskeskuste andmetöötlusest läänepoolsetesse piirkondadesse. Läänes on rohkem maad, taastuvenergiat ja sageli madalamad jahutuskulud, kuid kaugus tekitab viiteaja ja teenusekvaliteedi küsimusi.

Miks tehisaru andmekeskused vajavad vedelikjahutust?

Tehisaruserverid on suure energiatihedusega ja toodavad palju soojust. Vedelik kannab soojust tõhusamalt kui õhk, mistõttu aitab vedelikjahutus hoida jõudlust ja vähendada osa jahutuse energiakulust. IEA andmetel võib jahutus moodustada märkimisväärse osa andmekeskuse elektritarbimisest.

Mida see Eesti ettevõtetele tähendab?

See näitab, et tehisaruteenuse hind ja töökindlus sõltuvad üha rohkem füüsilisest taristust: elektrist, jahutusest, võrgust, kiipidest ja andmekeskuse asukohast. Eesti ettevõtted peaksid tehisaruteenuseid valides küsima lisaks hinnale ka andmete asukoha, energiakasutuse, töökindluse ja teenuse katkestustaluvuse kohta.

Mida edasi jälgida?

Jälgida tuleb, kas Zhongwei projekt avaldab auditeeritavaid andmeid tegeliku elektritarbimise, taastuvenergia osakaalu, PUE, veekasutuse ja töökindluse kohta. Samuti on oluline, kas tehisarutöökoormusi suudetakse nihutada hetkedele, mil roheelektrit on rohkem.