Nachdem man die Stellenausschreibung von DeepSeek gelesen hat, ist das goldene Zeitalter der Bauingenieure zurückgekehrt?

Was? Haben die Kollegen aus dem Bauingenieurwesen endlich die Chance, ihr Talent unter Liang Shengs Leitung einzubringen?

Vor ein paar Tagen, als ich im Internet surfte, fand ich heraus, dass DeepSeek eine neue große Rekrutierungskampagne gestartet hat. Neben den traditionellen Stellen für Ingenieure und KI-Fachkräfte tauchten überraschenderweise auch Stellen für Bauingenieure in der Liste auf.

Sollte das goldene Zeitalter der älteren Generation von Bauingenieuren zurückkehren, das sie beschrieben haben? Die staatseigenen Unternehmen kamen direkt in die Wohnheime, um Personal einzustellen, die Sozialversicherungen und Wohnverpflegung wurden komplett übernommen, man erhielt nach der Einstellung sogar eine Unterschriftszahlung, und die Regelung „Chefingenieur in 3 Jahren, Projektmanager in 5 Jahren“ wird wieder Wirklichkeit?

Nun, nach einer kurzen Überprüfung stellen wir fest, dass der Grund, warum DeepSeek diesmal mit den Bauingenieuren eine „gegenseitige Zuneigung“ zeigt, nicht darin besteht, die Ehre des Bauingenieurwesens wiederherzustellen. Letztendlich geht es darum, einen Beitrag zur KI-Infrastruktur zu leisten.

DeepSeek plant, ein noch größeres Rechenzentrum zu bauen, das größer ist als alle bisherigen.

Was bedeutet dieses „größer“? Die Stromaufnahme früherer Rechenzentren lag im Megawatt-Bereich, aber jetzt wollen sie die Stromaufnahme auf 1 Gigawatt (1 GW) steigern.

Was bedeutet das konkret? Einfach ausgedrückt: Im ersten Halbjahr dieses Jahres lag die durchschnittliche Leistungsaufnahme der Stadt Hangzhou bei etwa 12 GW. Das bedeutet, dass ein einziges Rechenzentrum fast ein Zehntel des gesamten Stroms von Hangzhou verbrauchen würde.

Tatsächlich ist dies nicht nur die Entscheidung von DeepSeek. Der Bau von Super-Rechenzentren ist längst zu einem Wettrüsten unter den aktuellen Herstellern großer Modelle geworden.

Das benachbarte Meta plant, ein 5-GW-Super-Rechenzentrum in Louisiana, USA, zu bauen. Elon Musk ist noch großzügiger und hat bereits das weltweit erste GW-Rechenzentrum namens Colossus 2 fertiggestellt. Was die beiden Konkurrenten OpenAI und Anthropic betrifft, so ist die Anzahl der von ihnen geplanten Super-Rechenzentren wahrscheinlich größer als die Anzahl der Knödel, die wir zum Neujahr in den Topf werfen.

Aber die Zeichnung auf dem Papier ist einfach zu machen. Wenn es aber tatsächlich an die Bauarbeiten geht, haben die Hersteller viele Rückschläge erlitten: Standortwahl, Stromversorgung, Wasserverbrauch, Wärmeabfuhr... eine Menge Probleme tauchen auf einmal auf.

Du wirst vielleicht fragen: Ist es denn so schwierig, ein Rechenzentrum zu bauen?

Ehrlich gesagt, es ist wirklich sehr schwierig. Der grundlegendste Grund ist, dass die heutigen Super-Rechenzentren und die traditionellen Rechenzentren überhaupt nicht das Gleiche sind.

Früher war die Konzeption für den Bau eines Rechenzentrums nicht so kompliziert: Man wählte zuerst einen geeigneten Ort aus, baute dann einen Computerraum darin und stapelte Server und andere Geräte auf.

Aber bei Super-Rechenzentren geht das nicht, weil die Wärmeabfuhr zum entscheidenden X-Faktor geworden ist, der bestimmt, wie der gesamte Computerraum gebaut werden soll.

Vor dem Aufstieg der großen Modelle waren die Rechenzentren hauptsächlich auf CPUs ausgerichtet. Die Gesamtleistung der Chips in einem Schrank betrug höchstens etwa 15 kW.

Diese geringe Wärmemenge konnte einfach durch einige Reihen großer Lüfter abgeführt werden.

Aber jetzt ist es anders. Um die Anforderungen der KI zu erfüllen, sind in den Rechenzentren verschiedene Grafikkarten mit extrem hohem Stromverbrauch verbaut. Schränke mit einer Leistung von mehreren zehn Kilowatt sind überall zu finden. Der GB 300-Schrank, der von Jensen Huang entwickelt wurde, erreicht sogar eine Leistung von 140 kW.

Bei dieser Leistungsstufe ist die traditionelle „Luftkühlung“ längst nicht mehr ausreichend. Damit diese teuren Schränke unter geeigneten Temperaturen voll arbeiten können, muss auf Flüssigkeitskühlung gesetzt werden.

Aber sobald eine großflächige Flüssigkeitskühlung eingesetzt wird, muss im Voraus geplant werden, wo die Kühlplatten installiert werden, wie viel Durchfluss jedem Schrank zugewiesen wird, wie das CDU (Kühlmittelverteilgerät) konfiguriert wird, wie dick die Leitungen ausgelegt werden, welches Kühlmittel verwendet wird, ob es sich um reine Flüssigkeitskühlung handelt oder ob die Flüssigkeitskühlung mit etwas Luftkühlung ergänzt wird...

Noch schlimmer: Im Vergleich zu den ausgereiften Luftkühlungslösungen ist der Flüssigkeitskühl-Computerraum noch kein Standardprodukt. Bei Anschlüssen, Kühlmitteln, Redundanzdesign und Wartungsverfahren gibt es auf dem Markt mehrere verschiedene technische Routen, die noch nicht vollständig vereinheitlicht sind.

Daher dauert allein die Bauzeit des Computerraums für Super-Rechenzentren zwei bis drei Monate länger als früher.

Wenn die Lösung der Wärmeabfuhrprobleme schon Kopfschmerzen bereitet, ist das für die Super-Rechenzentren erst der Anfang.

Unmittelbar danach taucht das Problem der Stromversorgung auf.

Früher war der Stromverbrauch der Rechenzentren bereits beträchtlich, aber das Stromnetz konnte ihn noch bewältigen. Jetzt aber hat der Stromverbrauch eines einzelnen Rechenzentrums das GW-Niveau erreicht, was fast so wirkt, als ob der Schuldner nun das Sagen hat.

Daten der Internationalen Energieagentur zufolge dauert der Bau eines Rechenzentrums selbst normalerweise nur einige Jahre.

Aber um diese Rechenzentren mit Strom zu versorgen, dauert die Planung, Genehmigung und der tatsächliche Bau neuer Stromleitungen, Umspannwerke und anderer Infrastrukturen des Stromnetzes viel länger.

Das führt zu einer sehr absurden Situation: Das Gebäude ist vielleicht fast fertig gebaut, aber der Strom ist noch nicht angeschlossen.

Bei uns sind die Menschen seit langem an niedrige Strompreise gewöhnt und merken das kaum, aber die Amerikaner leben in dieser Hinsicht wirklich in Schwierigkeiten.

Ihre Strompreise steigen und fallen. Wenn in der Nähe ein großer Stromverbraucher auftaucht, steigen die Strompreise natürlich an.

Ein Medium hat zuvor die Strompreise in einigen Regionen der USA verfolgt und festgestellt, dass in einigen Gebieten mit hoher Konzentration von Rechenzentren der Strompreis für Haushalte um 267 % höher ist als vor 5 Jahren.

Ich kann nur sagen: Die KI wird vielleicht das Leben der Amerikaner verändern, aber sie hat bereits ihre Stromrechnungen verändert.

Ähnlich ist auch Wasser zu einem Problem für die Rechenzentren geworden.

Wie bereits erwähnt, um den hohen Stromverbrauch zu bewältigen, werden in den Computerräumen Flüssigkeitskühlungen eingesetzt. Aber die Wärme von den Chips abzuführen ist nur der erste Schritt der Wärmeabfuhr.

Diese Wärme muss schließlich durch die Verdunstung von Wasser in den Kühltürmen an die Atmosphäre abgeführt werden.

Dieser Prozess verbraucht eine große Menge an Wasserressourcen. Das Team von Li Pengfei von der University of California, Riverside, hat im Jahr 2023 eine Schätzung vorgenommen: Für jeweils 20 Gespräche, die Menschen mit ChatGPT führen, verdunsten möglicherweise 500 ml Wasser.

Dieses Wasser verschwindet zwar nicht direkt von der Erde, aber nachdem es verdunstet ist, ist es sehr unwahrscheinlich, dass es wieder am selben Ort als Niederschlag fällt.

Noch absurder ist, dass viele Rechenzentren ausgerechnet in Regionen mit knappen Wasserressourcen gebaut werden.

Viele dieser wasserarmen Regionen sind Wüsten. In Wüsten sind Wind- und Solarenergie gut ausgebaut, die Strompreise sind niedrig und die Grundstückspreise sind günstig.

Die lokalen Regierungen schließen Vereinbarungen ab, um die Wasserversorgung vorrangig zu gewährleisten, damit Rechenzentren in ihrer Region angesiedelt werden (was auch eine Möglichkeit ist, lokale Arbeitsplätze zu schaffen).

Beispielsweise musste die Regierung des US-Bundesstaates Arizona den Bau von städtischer Infrastruktur einstellen, weil sie die Wasserversorgung an Rechenzentren weitergegeben hat, und wurde von der US-Bundesregierung ermahnt: „Verbraucht weniger Flusswasser“.

Sogar Google wurde wegen des Wasserraubs durch seine Rechenzentren vor Gericht gebracht.

Früher plante Google, ein Rechenzentrum in Santiago, Chile, zu bauen. Die ursprüngliche Kühlkonzeption war sehr „einfach und brutal“: Sie pumpte direkt das lokale Grundwasser zur Kühlung ab.

Zufälligerweise leidet Chile seit fast zehn Jahren unter anhaltender Dürre. Die Stauseen, die die Menschen für die Landwirtschaft und das Trinkwasser brauchen, sind fast leer. Als die Einheimischen erfuhren, dass Google ihr Grundwasser abpumpen will, gerieten sie in Wut.

Schließlich verwandelte sich der Zorn der Bevölkerung in rechtliche Konsequenzen. Das chilenische Umweltgericht hat dem Druck des transnationalen Kapitals standgehalten und die Umweltgenehmigungen für einen Teil des Projekts sofort aufgehoben.

Google musste schließlich die Pläne verwerfen und nach neuen Lösungen suchen.

Glücklicherweise, nachdem sie jahrelang von der ganzen Welt kritisiert wurden, beginnen die großen Technologieunternehmen nun, Maßnahmen zu ergreifen, um den Wasserverbrauch der Rechenzentren zu senken.

Einige neu gebaute KI-Rechenzentren setzen inzwischen auf komplexere geschlossene Kreislaufkühlsysteme. Nachdem das Kühlmittel in die Rohre gefüllt wurde, zirkuliert es ständig zwischen Chips, Wärmetauschern und Kältemaschinen. Nachdem die Wärme aus dem Computerraum abgeführt wurde, wird nicht mehr unbegrenzt Wasser zur Kühlung verwendet wie früher, sondern es werden auch Lösungen wie Lüfter und mechanische Kühlung eingesetzt.

Daten von Microsoft zufolge kann dieses neue Design den Wasserverbrauch durch Verdunstung fast auf Null senken. Ein einzelnes Rechenzentrum kann pro Jahr bis zu 125 Millionen