Mỹ đứng trước áp lực mới do nhu cầu điện AI tăng vọt

Tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu tại Mỹ được dự báo sẽ tăng hơn ba lần từ năm 2021 - thời điểm trước khi ChatGPT xuất hiện - đến năm 2030. (Ảnh: AFP)

IEA, cơ quan xem nhu cầu điện của các trung tâm dữ liệu Mỹ là thước đo gần nhất cho mức tiêu thụ năng lượng của trí tuệ nhân tạo (AI), ước tính mức tiêu thụ này đạt 120,65 TWh trong năm 2021. Trong báo cáo Energy and AI công bố đầu năm nay, IEA dự báo con số này sẽ vượt 400 TWh vào năm 2030 theo kịch bản cơ sở.

Số liệu mà IEA gửi AFP cho thấy các trung tâm dữ liệu tại Mỹ tiêu thụ 108,41 TWh điện năm 2020, 134,07 TWh năm 2022, 154,07 TWh năm 2023 và 182,61 TWh năm 2024. Báo cáo của IEA dự tính nhu cầu sẽ vượt 200 TWh vào năm 2025, hơn 250 TWh năm 2026, trên 300 TWh năm 2027, khoảng 350 TWh năm 2028 và gần 400 TWh năm 2029.

Biểu đồ trong báo cáo cũng cho thấy khí đốt hiện là nguồn điện chủ lực cho các trung tâm dữ liệu ở Mỹ và xu hướng này nhiều khả năng sẽ còn tiếp tục đến giai đoạn 2020–2035.

Theo biểu đồ này, khí đốt tạo ra khoảng 50 TWh điện cho trung tâm dữ liệu Mỹ năm 2020. Con số này tăng nhẹ trong năm 2021 và 2022, lên gần 100 TWh vào năm 2024. IEA dự báo sản lượng sẽ vượt nhẹ 100 TWh trong năm nay, tăng mạnh vào năm 2026, đạt khoảng 150 TWh năm 2027 và hướng đến 200 TWh năm 2028. Sang năm 2029, mức này được dự báo vượt 200 TWh và tiếp tục tăng trong năm 2030.

Trong thông báo đăng ngày 30/11/2022 trên trang web, OpenAI - công ty phát triển AI đặt trụ sở tại San Francisco - đã giới thiệu ChatGPT. “Chúng tôi đã huấn luyện một mô hình tên ChatGPT, có khả năng tương tác dưới dạng hội thoại”, thông báo nêu rõ.

Trong báo cáo gửi AFP vào tháng 12/2024, BofA Global Research nhận định ChatGPT “là yếu tố thay đổi cuộc chơi trong 24 tháng qua”.

Sau khi ChatGPT ra mắt, nhiều mô hình AI khác nhanh chóng được giới thiệu: Google (Mountain View) ra mắt Bard - nay là Gemini - vào tháng 2/2023; Anthropic (San Francisco) công bố Claude vào tháng 3/2023; Microsoft (Redmond) trình làng Copilot vào tháng 9/2023; và xAI (Palo Alto) giới thiệu Grok vào tháng 11/2023.

Trung tâm dữ liệu là gì?

Trong báo cáo của mình, IEA cho biết việc huấn luyện và vận hành các mô hình AI chủ yếu diễn ra trong các trung tâm dữ liệu. Đây là những cơ sở hạ tầng dùng để đặt máy chủ, hệ thống lưu trữ, thiết bị mạng và các thành phần liên quan, tất cả được lắp trong các giá đỡ và bố trí theo từng hàng.

IEA nhấn mạnh rằng ngoài thiết bị công nghệ thông tin, trung tâm dữ liệu còn cần nhiều hệ thống phụ trợ để duy trì hoạt động, gồm hệ thống làm mát và kiểm soát môi trường, bộ lưu điện (UPS), máy phát điện dự phòng, cùng các hạ tầng khác như chiếu sáng và thiết bị văn phòng cho nhân sự vận hành.

“Tỷ lệ điện tiêu thụ của từng nhóm thiết bị trong trung tâm dữ liệu khác nhau đáng kể tùy theo loại hình, phụ thuộc vào tính chất và hiệu suất của thiết bị được lắp đặt”, IEA cho biết.

Trung tâm dữ liệu và năng lượng

IEA đánh giá các trung tâm dữ liệu - ít nhất ở quy mô hiện tại - vẫn là một yếu tố khá mới trong hệ thống năng lượng toàn cầu.

“Hiện nay, trung tâm dữ liệu tiêu thụ khoảng 415 TWh điện, tương đương khoảng 1,5% tổng điện năng toàn cầu năm 2024. Mức này đã tăng trung bình 12% mỗi năm trong 5 năm qua”, báo cáo cho biết.

IEA lưu ý làn sóng AI đang thúc đẩy triển khai các máy chủ tăng tốc hiệu năng cao, khiến mật độ sử dụng điện trong trung tâm dữ liệu ngày càng lớn.

“Hiểu được tốc độ và quy mô phổ biến của các bộ tăng tốc là yếu tố then chốt, vì đây sẽ quyết định nhu cầu điện trong tương lai”, IEA nhận định.

Báo cáo cũng cho biết đầu vào quan trọng nhất trong mô hình dự báo của IEA là số lượng máy chủ xuất xưởng trong ngắn hạn, dựa trên triển vọng nhu cầu và giới hạn nguồn cung.

IEA nhận định Mỹ, Trung Quốc và châu Âu sẽ tiếp tục là các khu vực có nhu cầu điện cho trung tâm dữ liệu lớn nhất trong những năm tới. “Trung Quốc và Mỹ là hai thị trường tăng trưởng nhanh nhất, chiếm gần 80% mức tăng toàn cầu đến năm 2030”, báo cáo cho biết. “Tại Mỹ, tiêu thụ điện tăng khoảng 240 TWh (tăng 130%) so với năm 2024. Ở Trung Quốc, mức tăng khoảng 175 TWh (tăng 170%). Còn tại châu Âu, mức tăng hơn 45 TWh (tăng 70%)”, báo cáo cho biết.

Điện cho trung tâm dữ liệu của Chevron và Exxon

Trong thông báo đăng trên website đầu tháng này, Chevron cho biết họ sẽ tiếp tục duy trì kỷ luật vốn và kiểm soát chi phí, đồng thời đầu tư để giữ đà tăng dòng tiền trong thập kỷ tới. Theo kế hoạch đó, dự án cung cấp điện cho trung tâm dữ liệu AI đầu tiên của hãng tại Tây Texas dự kiến bắt đầu phát điện vào năm 2027.

“Chúng tôi rất hào hứng với mảng kinh doanh điện mới, nơi chúng tôi đang có lợi thế người tiên phong và mong muốn cung cấp nguồn điện cần thiết để Mỹ duy trì vị thế dẫn đầu trong lĩnh vực AI”, Jeff Gustavson, Chủ tịch Chevron New Energies, chia sẻ.

Trong thông báo đăng hồi tháng 2, Chevron nhận định các trung tâm dữ liệu AI tiêu thụ điện khổng lồ và cho biết họ đang tận dụng khí đốt để đáp ứng nhu cầu này.

“Hợp tác với GE Vernova và Engine No. 1, Chevron đặt mục tiêu cung cấp nguồn năng lượng hợp lý, ổn định cho các trung tâm dữ liệu tại Mỹ trong bối cảnh nhu cầu AI tăng mạnh”, hãng cho biết.

“Ba bên dự kiến cung cấp tổng cộng tới 4 gigawatt (GW) điện - đủ để cấp cho khoảng 3,5 triệu hộ gia đình Mỹ trong một năm. Qua đó, các công ty tận dụng nguồn khí dồi dào để củng cố năng lực dẫn dắt AI của Mỹ”, thông báo nêu rõ.

Hồi tháng 7, ExxonMobil cho biết trên website rằng nhu cầu năng lượng phục vụ AI đang ở mức cao nhất từ trước đến nay và họ là “một phần của giải pháp”.

“Trí tuệ nhân tạo đang định hình lại mọi mặt đời sống hiện đại - từ trợ lý ảo đến các trung tâm dữ liệu đứng sau chúng. Khi AI phát triển bùng nổ, nhu cầu về nguồn năng lượng ổn định và rất lớn cũng tăng theo”, Exxon cho biết. “Là nhà khai thác dầu khí lớn nhất nước Mỹ, ExxonMobil có vị thế đặc biệt để đáp ứng thách thức này”, công ty nhấn mạnh.

Exxon cho biết họ có lợi thế trong việc cung cấp điện cho các trung tâm dữ liệu phát thải thấp nhờ sử dụng điện khí kết hợp công nghệ thu giữ và lưu trữ carbon (CCS).

“Chúng tôi sở hữu và vận hành hệ thống CCS tích hợp lớn nhất tại Mỹ, với hơn 1.000 dặm đường ống kết nối khách hàng với các điểm lưu trữ cố định dọc Bờ Vịnh”, công ty cho biết.

Trong thông báo đăng tháng 12 năm ngoái, Exxon cho biết họ đang mở rộng nhóm khách hàng, bao gồm cả các trung tâm dữ liệu, nhằm hỗ trợ sự phát triển của AI.

Nh.Thạch

AFP