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Las rápidas fluctuaciones en la demanda de energía de los centros de datos de IA están sobrecargando los equipos vitales, lo que provoca que las baterías, los generadores y los sistemas de refrigeración fallen o se desgasten mucho antes de lo previsto.
A medida que se acelera el auge de la IA, estos problemas técnicos sugieren costes adicionales y problemas de fiabilidad imprevistos, ya que incluso unos pocos minutos de inactividad afectan a los ingresos de los desarrolladores de centros de datos. Esto ocurre en un momento en que los inversores y prestamistas ya están inquietos por los cientos de miles de millones de dólares que gastan las grandes empresas de hiperescala, en medio de la creciente preocupación de que estas instalaciones puedan depreciarse mucho más rápido de lo previsto.
Estos problemas también constituyen una fuente potencial de inestabilidad generalizada en las redes eléctricas, que ya están sufriendo las consecuencias de tener que mantener el suministro eléctrico.
«La IA genera una demanda de energía muy inusual», afirmó Amber Villegas-Williamson, consultora principal del Uptime Institute en el Reino Unido, que asesora a proveedores de electricidad y centros de datos sobre estándares y fiabilidad. «Es como si acelerar demasiado el motor de tu coche lo desgastara más rápido que si mantuvieras una velocidad constante».
Los centros de datos existen desde hace décadas, consumiendo electricidad sin cesar para garantizar que todo, desde tu serie favorita en streaming hasta tu pedido de supermercado online, funcione a la perfección. Pero las instalaciones diseñadas para la computación de IA son diferentes, ya que su demanda es mucho mayor y fluctúa de forma mucho más drástica.
Incrementos de potencia equivalentes al consumo de fábricas, pueblos o incluso ciudades pueden aparecer y desaparecer en cuestión de segundos, creando choques repetidos que los equipos conectados tienen dificultades para absorber.
Un centro de datos de un gigavatio equivale a una ciudad del tamaño de Boston, cuya mitad puede encenderse y apagarse intermitentemente cada pocos segundos, explicó Shannon Miller, fundadora y presidenta de Mainspring Energy Inc., empresa que desarrolla proyectos de microrredes para clientes industriales y centros de datos. Algunos campus de IA planificados en Texas, el Medio Oeste y otros estados son más de cinco veces más grandes y consumen, en promedio, casi tanta energía como la ciudad de Nueva York.
Los centros de datos de IA someten su suministro eléctrico a una presión considerable durante el entrenamiento de nuevos modelos, un proceso que moviliza todas las unidades de procesamiento gráfico (GPU) simultáneamente. Al igual que un enjambre de abejas o un banco de peces que cambia de dirección, cientos de miles de GPU pueden encenderse y apagarse en cuestión de milisegundos.
En ocasiones, la IA experimenta picos de consumo energético de hasta un 50 % por encima de su capacidad de diseño, “por lo que una instalación de 1 gigavatio puede consumir 1,5 gigavatios durante una fracción de segundo”, afirmó Drew Baglino, exejecutivo de Tesla Inc. y fundador de Heron Power Electronics Co. La empresa está desarrollando equipos para gestionar las fluctuaciones de energía para la próxima generación de servidores de Nvidia Corp., que consumirán aún más energía y cuyo lanzamiento está previsto para 2027.
La mayoría de los equipos no están diseñados para fluctuaciones tan grandes en el consumo de energía. Jon Parrella, director ejecutivo de Terraflow Energy, empresa desarrolladora de sistemas de almacenamiento de energía, lo compara con conducir un Ferrari y pasar directamente de sexta a primera marcha. “No se puede cambiar de marcha tan rápido”, afirmó.
Este reportaje se basa en entrevistas con más de tres docenas de expertos en energía de EE. UU. y Europa, incluidos generadores y otros proveedores de energía, desarrolladores de centros de datos, operadores de redes, empresas de servicios públicos, inversores, desarrolladores de estándares, aseguradoras y reguladores, casi todos los cuales afirmaron que las tensiones físicas en las instalaciones eran evidentes.
Varias personas informaron que las manivelas de los pequeños motores de combustión de gas natural utilizados para generar energía en los centros de datos se han roto. En el centro de computación Colossus de xAI en Memphis, Tennessee, las turbinas de gas habían desarrollado grietas, según una de las fuentes. Se instalaron baterías en el sistema para ayudar a estabilizar las fluctuaciones de energía y reducir la tensión en las turbinas giratorias, añadió la misma fuente.
SpaceX, la empresa matriz de xAI, no respondió a las solicitudes de comentarios.
Según Andrew Cunningham, director ejecutivo de GeoPura Ltd., empresa que suministra hidrógeno para su uso en pilas de combustible que regulan el flujo de energía en algunos centros de datos del Reino Unido, también se han producido grietas en las turbinas de dichos centros.
Según Jennifer Scanlon, directora ejecutiva de UL Solutions Inc., empresa que prueba y certifica nuevas tecnologías, las grietas o el desgaste de los dispositivos pueden provocar arcos eléctricos (cuando una corriente salta entre conductores), lo que podría dañar los chips de IA.
Existe un conjunto de equipos, como baterías, condensadores, transformadores y volantes de inercia, que pueden ayudar a estabilizar el flujo de energía. Sin embargo, en el afán por aumentar rápidamente la capacidad de computación de IA, no se están utilizando suficientes de estas tecnologías en los nuevos centros de datos, según indicaron varias personas. Las baterías instaladas para este fin a veces han tenido que ser reemplazadas en cuestión de meses o incluso semanas debido a la alta tensión, según el Uptime Institute y otros expertos que trabajan con operadores.
Este problema se observa en centros de datos de todo el mundo, desde Oriente Medio y África hasta Europa y Estados Unidos, afirmó Villegas-Williamson, del Uptime Institute.
Problemas de fiabilidad
Estos problemas ya están provocando retrasos o la reducción de las operaciones —y, por lo tanto, de los ingresos— en algunos centros de computación de IA.
Se ha previsto tiempo adicional para la ingeniería en el campus de IA de 2,67 gigavatios que se construirá en el oeste de Texas, según Chris James, director ejecutivo de Joulent Inc., empresa que desarrolla las instalaciones junto con el gigante energético Chevron Corp. Esto significa que el suministro eléctrico comenzará en 2028 en lugar de 2027, explicó. «Los centros de datos y el suministro eléctrico no pueden construirse de forma independiente», afirmó en un comunicado posterior. «La carga, la generación, el almacenamiento, los controles y la conexión a la red se influyen mutuamente. A medida que la infraestructura de IA se expanda, los proyectos con mejor rendimiento serán aquellos que tengan en cuenta estas interacciones desde el principio, en lugar de intentar resolverlas después de la construcción».
Si un equipo esencial se avería prematuramente, “la consecuencia financiera no radica principalmente en reemplazar una bomba, un interruptor o algún componente eléctrico, sino en el valor de esa costosa capacidad de procesamiento que no genera ingresos porque está fuera de servicio”, dijo Jason Hoffman, director de estrategia de Switch, empresa constructora y operadora de centros de datos.
El coste del tiempo de inactividad en términos de pérdida de ingresos varía ampliamente, con estimaciones que van desde miles hasta cientos de miles de dólares por minuto, dependiendo del tipo de instalación y su carga de trabajo.
Los centros de datos se construyen bajo la premisa de que, una vez en funcionamiento, operarán las 24 horas del día, los 365 días del año, según una persona involucrada en la financiación de dichas instalaciones. En realidad, algunos registran un tiempo de actividad cercano al 80%, y si no se resuelve, esto podría afectar a los inversores en ciertos proyectos en los próximos 12 a 24 meses, agregó la misma fuente.
Cualquier problema de fiabilidad agrava la preocupación por la rentabilidad de las inversiones planificadas en IA, que ascienden a cientos de miles de millones de dólares. La depreciación de otro componente crucial de los centros de datos, los propios racks de GPU, ha generado dudas sobre si el sector podrá ser tan rentable como promete.
Estos problemas de fiabilidad también pueden desestabilizar la red eléctrica en general. Esta extensa red de líneas de alta tensión, transformadores y centrales eléctricas requiere una calibración constante, algo que se ha vuelto más difícil con el paso de los años debido al envejecimiento de los equipos, el aumento de la demanda y las condiciones meteorológicas extremas.
La expansión de la generación eólica y solar intermitente, que a menudo provoca grandes fluctuaciones en el suministro de una hora a otra, ya constituye un factor desestabilizador. Los centros de datos de IA pueden exacerbar aún más esta volatilidad.
“Estas cargas son extremadamente dinámicas o fluctuantes, lo que provoca inestabilidad en la red y, de no corregirse, puede ocasionar apagones o cortes de energía”, afirmó Sreemant Roy, experto en calidad de energía y gerente global de ofertas de Schneider Electric en Nashville, Tennessee. Roy destacó la especial preocupación que genera la capacidad de un centro de datos para provocar oscilaciones subsíncronas en el flujo de energía, las cuales pueden dañar los equipos conectados a otras partes de la red.
“Eso ha generado mucha preocupación entre las compañías de servicios públicos a nivel mundial”, dijo Roy.
En los últimos dos años, la North American Electric Reliability Corp., el principal organismo regulador estadounidense que establece las normas destinadas a garantizar el suministro eléctrico, ha advertido repetidamente y emitido alertas de que los centros de datos representan uno de los mayores riesgos para la estabilidad de la red eléctrica.
Según un informe de septiembre , NERC evaluó más de 33 gigavatios de centros de datos operativos en EE. UU. y descubrió que aproximadamente tres cuartas partes de sus modelos de carga “son insuficientes para representar el comportamiento dinámico de los centros de datos”. A principios de este año, la agencia emitió una inusual alerta de nivel tres que exige a los grandes centros de datos que aborden estos riesgos inmediatos y presenten sus respuestas antes del 3 de agosto.
La industria de la IA es consciente de estos problemas de principio a fin y está trabajando activamente en soluciones.
Nvidia comenzó a colaborar más estrechamente con expertos en energía cuando desarrolló las GPU Blackwell, que se lanzaron por primera vez en 2024 y se han generalizado en los centros de datos, según Dion Harris, director sénior de soluciones de infraestructura a hiperescala del fabricante de chips.
“Estamos fabricando los chips y procesadores”, pero también los utilizamos en los centros de datos de la propia empresa, afirmó Harris. Nvidia está trabajando para que sus implementaciones sean mucho más fluidas, “tanto en la fase de construcción, diseño e ingeniería de los centros de datos como en el suministro de energía”.
Los usuarios de centros de datos han implementado técnicas para mitigar las fluctuaciones de energía de las cargas de trabajo de IA mediante la ejecución de cálculos secundarios (cálculos ficticios que no forman parte del proceso de entrenamiento) para mantener las GPU funcionando de manera estable. Sin embargo, este enfoque ha sido criticado por el desperdicio de electricidad en un momento en que la demanda energética está aumentando.
El año pasado, el Laboratorio Nacional de las Montañas Rocosas, cerca de Denver, Colorado, instaló un banco de pruebas en nombre del Departamento de Energía de Estados Unidos para determinar cómo integrar la IA de forma segura en la red eléctrica, según declaró Martha Symko-Davies, directora del programa del NLR para la oficina de electricidad del Departamento de Energía.
El sitio cuenta con GPU y generación de energía in situ que los desarrolladores pueden usar para determinar si su configuración puede manejar la variabilidad de la IA. Un proveedor de energía indicó que utilizará las instalaciones para probar baterías, software y otros equipos destinados a suavizar las oscilaciones entre el centro de datos y la red eléctrica, las cuales pueden causar daños en ambos lados.
“Ahora tenemos la oportunidad de hacerlo bien”, dijo Symko-Davies.
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