مراكز البيانات الأمريكية في عصر الذكاء الاصطناعي: كيف تُغيّر البنية التحتية لوحدات معالجة الرسومات المشهد
إعداد المسرح: ازدهار الذكاء الاصطناعي يلتقي بمراكز البيانات
أغمض عينيك وتخيل مساحة لا نهاية لها من الخوادم التي لا نهاية لها، وكلها جاهزة لمعالجة نماذج التعلم الآلي بأسرع مما يمكنك أن تقول "خوارزمية سحرية". هذا هو مركز البيانات الحديث في الولايات المتحدة - مرتع للابتكار (بالمعنى الحرفي للكلمة، بفضل حرارة وحدة معالجة الرسومات) الذي يتطور إلى "مصنع ذكاء اصطناعي" لعالمنا الذي يعتمد على التكنولوجيا بشكل متزايد.
أدت الطفرة في تطبيقات الذكاء الاصطناعي (AI) إلى سباق تسلح في بناء مراكز البيانات ونشر وحدات معالجة الرسومات. لا تتعلق ثورة البنية التحتية الناتجة عن ذلك بتوصيل المزيد من الخوادم فحسب، بل تتعلق بتسخير بعض القوة النارية الحاسوبية الجادة لتدريب وتشغيل نماذج الذكاء الاصطناعي الأكثر تقدمًا اليوم، بدءًا من الشبكات العصبية التي تتنبأ بأسعار الأسهم إلى النماذج النصية التوليدية التي تعيد كتابة قواعد إنشاء المحتوى.
وفقًا للأبحاث التي جمعتها شركة ماكنزي آند كومباني ومجموعة ديلورو، دفعت قوة الذكاء الاصطناعي والتسريع القائم على وحدة معالجة الرسومات إلى استثمارات قياسية في المرافق الجديدة والتوسعات في المراكز الرئيسية في جميع أنحاء البلاد. يستحوذ أكثر من 5,300 مركز بيانات أمريكي على ما يقرب من 40% من السوق العالمية، وهي نسبة آخذة في الارتفاع.
لماذا وحدات معالجة الرسومات هي نجم العرض
لنكن واقعيين: لا تزال الأنظمة التي تعتمد على وحدة المعالجة المركزية هي مراكز القوة، ولكن وحدات معالجة الرسومات أصبحت القلب النابض للبنية التحتية المتطورة للذكاء الاصطناعي. فهي تتفوق في المعالجة المتوازية، مما يعني أنها تستطيع التعامل مع ملايين (أو مليارات) العمليات الحسابية في وقت واحد - وهو أمر ضروري لتدريب نماذج التعلم الآلي المتقدمة. ليس من المستغرب أنه وفقًا لمجموعة Dell'Oro Group، بلغت مبيعات وحدات معالجة الرسومات والمسرعات 54 مليار دولار في الربع الثاني من عام 2024 وحده.
تستمر هيمنة NVIDIA من خلال بنية Blackwell، خليفة Hopper، التي تقدم أداءً غير مسبوق لأعباء عمل الذكاء الاصطناعي. لقد تجاوزت أنظمة GB200 مرحلة الإعلان عنها إلى النشر في العالم الحقيقي، حيث كانت Oracle Cloud Infrastructure من أوائل من نشر الآلاف من وحدات معالجة الرسومات NVIDIA Blackwell في مراكز البيانات الخاصة بها اعتبارًا من مايو 2025. تتوفر الآن هذه الرفوف GB200 NVL72 المبردة بالسوائل من طراز GB200 NVL72 لاستخدام العملاء على NVIDIA DGX Cloud وOracle Cloud Infrastructure لتطوير وتشغيل نماذج التفكير المنطقي ووكلاء الذكاء الاصطناعي من الجيل التالي. يحذو مزودو الخدمات السحابية الآخرون حذوهم، حيث يخطط كل من AWS وGoogle Cloud وMicrosoft Azure ومزودي الخدمات السحابية لوحدة معالجة الرسومات مثل CoreWeave جميعهم للتخطيط للبنية التحتية التي تعمل بنظام Blackwell في الأشهر المقبلة.
قامت NVIDIA بتوسيع نطاق عروضها في مجال الذكاء الاصطناعي من خلال بنية Blackwell Ultra، التي تم الإعلان عنها في GTC 2025 في مارس. تعمل Blackwell Ultra على تحسين تصميم Blackwell Ultra الأصلي مع تسريع طبقة الانتباه بمقدار الضعف وزيادة عدد وحدات الحوسبة FLOPS للذكاء الاصطناعي بمقدار 1.5 مرة مقارنة بوحدات معالجة الرسومات Blackwell القياسية. صُمم هذا التطور التالي للمنصة خصيصاً لـ "عصر الذكاء الاصطناعي المنطقي" مع ميزات أمان محسّنة، بما في ذلك أول وحدة معالجة رسومات تتميز بمحاكاة افتراضية موثوقة للإدخال/الإخراج. واستشرافاً للمستقبل، كشفت NVIDIA أيضاً عن خارطة طريق الجيل التالي من بنية روبن التي ستركز على الاستدلال بالذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء عند طرحها لأول مرة.
ومع ذلك، لإطلاق هذه الطاقة، تحتاج مراكز البيانات إلى تصميم متخصص. ويشمل ذلك:
تبريد عالي الكثافة: يبدأ التبريد الهوائي التقليدي في التلويح بالراية البيضاء عندما يستهلك كل حامل ما يصل إلى 130 كيلو وات. تتقدم تقنيات التبريد بالسوائل للحفاظ على مجموعات وحدات معالجة الرسومات هذه من الانهيار:
التبريد أحادي الطور المباشر إلى الرقاقة: وهو الرائد في السوق حاليًا، حيث يقوم بتدوير السائل المبرد من خلال ألواح التبريد المتصلة مباشرةً بوحدات معالجة الرسومات ووحدات المعالجة المركزية، ويمتص الحرارة بكفاءة أعلى بـ 3000 مرة من الهواء. وقد فرضت NVIDIA التبريد السائل على جميع وحدات معالجة الرسومات وأنظمة Blackwell B200 نظرًا لاستهلاكها للطاقة الذي يتجاوز 2,700 واط. وتستخدم أنظمة GB200 NVL72 طريقة التبريد المباشر إلى الرقاقة هذه، والتي تعتبر أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة بـ 25 مرة وأكثر كفاءة في استهلاك الماء بـ 300 مرة من أنظمة التبريد التقليدية. يدخل سائل التبريد إلى الحامل عند 25 درجة مئوية بمعدل لترين في الثانية ويخرج بدرجة حرارة أكثر دفئاً بمقدار 20 درجة، مما يحد من فقدان الماء من تغير الطور.
التبريد بالغمر: تعمل الأنظمة أحادية الطور وثنائية الطور على غمر الخوادم بالكامل في سائل عازل، مما يقضي على النقاط الساخنة ويتيح كثافات أعلى تقترب من 250 كيلوواط لكل رف.
بنية تحتية قوية للطاقة: مع توقعات بوصول الطلب على الطاقة في مراكز البيانات إلى ما بين 6.7% و12% من إجمالي استهلاك الكهرباء في الولايات المتحدة بحلول عام 2028-2030 وفقًا لوزارة الطاقة ومعهد أبحاث الطاقة الكهربائية (EPRI)، يتدافع المشغلون لتأمين مصادر طاقة موثوقة - ومثالية خضراء -. يمثل هذا التوقع زيادة كبيرة عن نسبة 4.4% تقريبًا من الكهرباء التي استهلكتها مراكز البيانات في الولايات المتحدة في عام 2023، حيث كانت أعباء العمل في مجال الذكاء الاصطناعي هي المحرك الرئيسي لهذا النمو المتسارع.
التخطيط الاستراتيجي للموقع: لا يتطلب تدريب الذكاء الاصطناعي وقت استجابة منخفض للغاية مثل مهام الحوسبة المالية أو الحوسبة المتطورة المحددة، لذا تقوم الشركات ببناء مراكز بيانات جديدة تركز على وحدات معالجة الرسومات بشكل استراتيجي في أماكن مثل أيوا أو وايومنغ، حيث الطاقة أرخص والأرض أكثر وفرة. تدعم أنظمة GB200 NVL72 الآن كثافة طاقة الرفوف التي تتراوح بين 120 و140 كيلو وات، مما يجعل الموقع الاستراتيجي بالقرب من مصادر الطاقة الموثوقة أكثر أهمية.
النمو والاستثمار وقليل من المنافسة
من "زقاق مركز البيانات" في شمال فيرجينيا إلى دالاس-فورت وورث ووادي السيليكون، يدعم عمالقة السحابة (أمازون ومايكروسوفت وجوجل وميتا) والوافدون الجدد الذين يعتمدون على الذكاء الاصطناعي موجة هائلة من التوسع. يتوقع المحللون أن يتضاعف سوق مراكز البيانات في الولايات المتحدة إلى أكثر من الضعف - ليصل إلى ما بين 350 مليار دولار إلى 650 مليار دولار أمريكي بحلول أوائل عام 2030.
وفي صميم هذا النمو تكمن الحاجة الملحة لمواكبة التحول في مجال الذكاء الاصطناعي:
من المقرر أن تقوم مبادرة Project Stargate الطموحة التي تبلغ تكلفتها 500 مليار دولار - بدعم من OpenAI وOracle وSoftBank - ببناء 20 مركز بيانات كبير للذكاء الاصطناعي في جميع أنحاء الولايات المتحدة، مما يخلق قدرات ذكاء اصطناعي سيادية مع تلبية الطلب غير المسبوق على الحوسبة.
تعمل مختبرات الذكاء الاصطناعي الرائدة على توسيع نطاق بنيتها التحتية بسرعة:
تتشارك OpenAI مع Microsoft في شراكة مع شركة Microsoft في مجموعة الجيل التالي في ماونت بليزانت، ويسكونسن. ستضم المجموعة حوالي 100,000 من مسرعات الذكاء الاصطناعي B200 من NVIDIA.
وقد حصلت شركة أنثروبيك على التزامات بمليارات الدولارات من أمازون وجوجل لتلبية احتياجات كلود من التدريب والاستدلال.
أطلقت شركة xAI (مشروع إيلون ماسك للذكاء الاصطناعي) مؤخراً مركز بيانات جديد للذكاء الاصطناعي في ممفيس بولاية تينيسي. يستخدم المركز توربينات الغاز الطبيعي المعيارية لتوليد الطاقة أثناء بناء نماذج Grok الخاصة به.
تعمل الشركات العملاقة مثل مايكروسوفت وأمازون على تطوير مشاريع مراكز بيانات بمليارات الدولارات، وتتسابق لتلبية أعباء عمل الذكاء الاصطناعي المتطورة.
يعمل مزودو خدمات التجميع على توسيع السعة الاستيعابية، وغالبًا ما يقومون بتأجير مرافق جديدة بنسبة 70% أو أكثر قبل أن ينجلي غبار البناء.
إن القيود المفروضة على الطاقة في المناطق التي يرتفع فيها الطلب على الطاقة (انظر إليك، شمال فيرجينيا) تعني أن اللاعبين الأذكياء يبنون بالقرب من محطات الطاقة - أو حتى المنشآت النووية - للحفاظ على تغذية وحدات معالجة الرسومات تلك بالطاقة دون انقطاع.
قامت NVIDIA أيضًا بإضفاء الطابع الديمقراطي على الوصول إلى حوسبة Grace Blackwell من خلال Project DIGITS، وهو حاسوب شخصي خارق للذكاء الاصطناعي تم الكشف عنه في معرض CES 2025. يوفر هذا النظام رقاقة GB10 Grace Blackwell Superchip للباحثين والمطورين الأفراد في مجال الذكاء الاصطناعي، مما يوفر ما يصل إلى 1 بيتافلوب من أداء الذكاء الاصطناعي بدقة FP4 في شكل حاسوب مكتبي. يتيح Project DIGITS للمطورين وضع نماذج أولية واختبار النماذج محلياً قبل توسيع نطاق النشر إلى البنية التحتية السحابية أو البنية التحتية لمراكز البيانات، باستخدام نفس بنية Grace Blackwell ومنصة برمجيات NVIDIA AI Enterprise.
التحديات التي تلوح في الأفق
الاستدامة: نظرًا لارتفاع احتياجات مراكز البيانات من الطاقة بشكل كبير، يواجه المشغلون تدقيقًا متزايدًا بشأن آثار الطاقة الخاصة بهم. ويوقع المزيد منهم صفقات طويلة الأجل للطاقة الشمسية وطاقة الرياح وغيرها من مصادر الطاقة المتجددة. ومع ذلك، فإن الضغط من أجل خفض انبعاثات الكربون مع مضاعفة السعة بمقدار الضعف أو ثلاثة أضعاف هو مطلب كبير - حتى بالنسبة لصناعة تحب التحديات الكبيرة.
اختناقات البنية التحتية: أوقفت بعض شركات المرافق العامة التوصيلات الجديدة مؤقتًا في بعض النقاط الساخنة حتى تتمكن من تعزيز قدرة الشبكة. وفي الوقت نفسه، يجب أن يواجه بناء مراكز البيانات الجديدة في الغرب الأوسط قيود نقل الطاقة.
ارتفاع التكاليف: مع الطلب الهائل وقلة المعروض، ترتفع الأسعار. ويؤكد الارتفاع السنوي بنسبة 12.6% على أساس سنوي في أسعار الطلب على المساحات التي تتراوح سعتها بين 250 و500 كيلووات (وفقًا لبيانات شركة سي بي آر إي) على تنافسية السوق.
على الرغم من هذه المطبات، تظل النبرة العامة متفائلة: يستمر الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة والحوسبة السحابية في تحقيق قفزات في الأداء والابتكار. وبعد أن كانت مراكز البيانات أبطال الإنترنت المغمورين، بدأت مراكز البيانات تتقدم إلى دائرة الضوء.
أين يأتي دور إنترول: الحوسبة عالية الأداء (HPC) تتم بشكل صحيح
إذا كانت توسعات وحدة معالجة الرسومات وتحويلات مركز البيانات هذه عبارة عن فيلم أكشن، فإن Introl سيكون فريق العمليات الخاصة الذي يصل بطائرة هليكوبتر في الفصل الأخير - هادئ تحت الضغط وجاهز دائمًا للمهمة.
هل تتطلع إلى تعزيز البنية التحتية لوحدة معالجة الرسومات الخاصة بك؟ إنترول عمليات نشر البنية التحتية لوحدة معالجة الرسومات تغطي كل شيء بدءًا من تركيب مجموعة كبيرة الحجم إلى استراتيجيات التبريد المتقدمة - حتى يظل مصنعك الجديد للذكاء الاصطناعي مستقرًا وفعالاً. هل تحتاج إلى عمليات ترحيل سلسة لمركز البيانات؟ يضمن لك نهجنا عدم حدوث أي تعطل، مع نسج أفضل الممارسات لنقل خوادمك بسلاسة.
هل لديك متطلبات توظيف عاجلة؟ حلول انترول حلول التوظيف توفر شبكة وطنية تضم أكثر من 800 فني خبير على مستوى الدولة. هل أنت قلق بشأن الكابلات الهيكلية؟ تحقق من خدمات الكابلات الهيكلية وخدمات الاحتواء التي تقدمها Introl للحفاظ على تدفق البيانات لديك دون تشابك أو مخاطر التعثر.
مهمتنا؟ تسريع عمليات نشر الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء على جدولك الزمني على أي نطاق - سواء كنت تقوم بتدوير 100,000 وحدة معالجة رسومات أو 10 وحدات فقط.
المستقبل: مصانع الذكاء الاصطناعي والابتكار المستدام
لا يخفى على أحد أن مراكز بيانات الجيل التالي تتحول إلى "مصانع للذكاء الاصطناعي"، مما يتيح كل شيء بدءًا من معالجة اللغة الطبيعية في الوقت الفعلي إلى المحاكاة العلمية المتقدمة. فيما يلي بعض الاتجاهات الرئيسية:
ما وراء وحدات معالجة الرسومات: بينما تهيمن NVIDIA، تظهر مسرعات الذكاء الاصطناعي المخصصة كبدائل محتملة. تعمل شركات مثل Cerebras Systems، مع محرك Wafer-Scale Engine والمعالجات الضوئية الناشئة من الشركات الناشئة مثل Lightmatter، على دفع حدود ما هو ممكن، مما قد يوفر كفاءة أكبر لأعباء عمل محددة للذكاء الاصطناعي.
المزيد من التبريد السائل: مع ارتفاع كثافة حوامل وحدات معالجة الرسومات إلى ما يزيد عن 100 كيلوواط، أصبح التبريد السائل أمرًا غير قابل للتفاوض في بيئات الحوسبة عالية الأداء.
الإدارة بمساعدة الذكاء الاصطناعي: من المفارقات أن مراكز البيانات التي تعمل بالذكاء الاصطناعي تستخدم الذكاء الاصطناعي أيضًا في الصيانة التنبؤية وتحسين الطاقة، مما يحسن الكفاءة.
الشبكات الصغيرة ومصادر الطاقة المتجددة: توقع المزيد من الشراكات مع مزارع الطاقة المتجددة ومحطات الطاقة المحلية والتوليد في الموقع للحصول على طاقة احتياطية موثوقة.
حتى في مواجهة قيود الطاقة وضغوط الاستدامة، يشير الزخم الأساسي إلى أن مراكز البيانات الأمريكية ستظل القلب النابض للاقتصاد الرقمي العالمي. إن الحوسبة عالية الأداء، والتقارب الفائق، والخدمات القائمة على الذكاء الاصطناعي تتقدم جميعها بسرعة الضوء - ونحن في مرحلة التسخين فقط.
الخاتمة: من ENIAC إلى نيرفانا الذكاء الاصطناعي
عندما افتُتح أول مركز بيانات يضم جهاز ENIAC في عام 1945، لم يكن يتصور إلا القليلون أنه سيكون مخططًا لمصانع الذكاء الاصطناعي الحديثة. واليوم، تعمل مراكز البيانات على سد الفجوة بين النظرية الحسابية المجردة والتطبيقات الواقعية التي تغير قواعد اللعبة.
سواءً كنت تهدف إلى تعزيز شركة ناشئة تعمل بالذكاء الاصطناعي أو توسيع نطاق بيئة الحوسبة عالية الأداء للمؤسسات، فقد حان الوقت الآن للاستفادة من البنية التحتية التي تركز على وحدة معالجة الرسومات. وإذا كنت تبحث عن شريك موثوق به في تطوير مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي - شخص ما للمساعدة في تصميم ونشر وإدارة الأنظمة التي تتخطى الحدود - فإن شركة إنترول هنا لتحقيق ذلك.
هل أنت مستعد للتحدث عن التفاصيل؟ احجز مكالمة مع إنترول، ودعنا نرسم مساراً لمستقبلك المدعوم بالذكاء الاصطناعي.
(ففي نهاية المطاف، نحن في فجر هذا العصر الجديد - تخيل ما سنحققه بحلول عام 2030 وما بعده).
