Kampuni ya akili bandia ya Elon Musk, xAI, inawekeza mtaji mkubwa kuanzisha kituo kikubwa cha kompyuta kuu (supercomputing) huko Memphis, Tennessee, mradi kabambe ambao tayari unakabiliwa na vikwazo vikubwa vinavyohusiana na upatikanaji wa nishati ya umeme. Wakati Musk akiona eneo hili kama ‘gigafactory of compute,’ linaloweza kuwa na kompyuta kuu kubwa zaidi duniani, nyaraka zinafichua ukubwa wa uwekezaji wa awali na upungufu mkubwa wa nishati unaotishia upeo wake wa mwisho.
Kuweka Msingi: Msingi Uliojengwa kwa Mamia ya Mamilioni
Ahadi ya kifedha kwa mradi wa Memphis inazidi kuwa wazi kupitia majalada rasmi. Tangu mradi huo ulipotangazwa hadharani mwezi Juni 2024, mfululizo wa maombi kumi na nne ya vibali vya ujenzi yamewasilishwa kwa mamlaka za mitaa za mipango na maendeleo. Nyaraka hizi kwa pamoja zinaelezea makadirio ya gharama za mradi kufikia $405.9 milioni. Takwimu hii inawakilisha uwekezaji halisi katika kubadilisha eneo lililochaguliwa kuwa kitovu chenye uwezo wa kusaidia ukokotoaji wa hali ya juu wa AI.
Upeo wa kazi ulioelezwa katika vibali hivi unatoa ufahamu juu ya asili ya pande nyingi ya ujenzi wa kituo kama hicho:
- Miundombinu ya Msingi: Rasilimali kubwa zimetengwa kwa mifumo ya msingi ya umeme, mitambo, na mabomba muhimu kwa kituo kikubwa cha data.
- Ufungaji Maalum: Kibali kimoja mashuhuri kinahusu ufungaji wa $30 milioni uliotengwa kwa vifaa vya kompyuta, ikiangazia asili maalum ya mazingira ya hardiwea yanayoundwa.
- Hatua za Usalama: Kuakisi thamani ya mali zinazohusika, ua wa mzunguko wa $3.9 milioni, uliobuniwa kustahimili athari za magari, unasisitiza itifaki za usalama zinazotekelezwa.
- Miundombinu ya Nguvu: Muhimu zaidi, ombi la hivi karibuni lililorekodiwa, lililowasilishwa Januari, linahusu ujenzi wa kituo kipya cha kupoza umeme (substation), sehemu muhimu kwa ajili ya kusimamia mahitaji makubwa ya nishati yanayotarajiwa, ingawa bado haitoshi kwa maono makuu zaidi.
Uwekezaji huu wa awali wa ujenzi, ingawa ni mkubwa, unawakilisha sehemu tu ya matumizi yote yanayoweza kutokea. Musk, akiwa amepata ufadhili wa kuvutia wa $12 bilioni kwa xAI katika mwaka uliopita, analenga operesheni ya kiwango kisicho na kifani. Gharama za ujenzi zilizoonekana Memphis zinaonekana kulinganishwa kwa upana, angalau katika awamu za awali, na miradi mingine mikubwa ya miundombinu ya AI, kama vile mpango wa Stargate—juhudi za ushirikiano zinazohusisha makampuni makubwa ya sekta kama Oracle, OpenAI, na SoftBank, zilizotangazwa kwa maendeleo huko Texas. Takwimu za Memphis zinaimarisha kwa dhati nia kubwa ya xAI na mtaji mkubwa unaotumika hata kabla ya kuzingatia gharama kubwa mno za vifaa vya kompyuta vyenyewe.
Injini ya Ukokotoaji: Kuchochea Tamaa na Silicon yenye Nguvu ya Juu
Kiini cha ‘gigafactory of compute’ ya Memphis kipo kwenye hardiwea – haswa, majeshi ya Vitengo vya Uchakataji Michoro (Graphics Processing Units - GPUs) kutoka Nvidia, mtengenezaji wa chip anayetawala sasa mandhari ya hardiwea ya AI. Musk amesema kuwa awamu ya awali inajumuisha GPUs 200,000 za Nvidia, akidai kuwa nusu ya hizi ziliwekwa katika kipindi cha haraka cha siku 122. Hata hivyo, hii ni hatua tu kuelekea lengo kubwa zaidi: kuongeza ukubwa wa kituo ili hatimaye kiwe na GPU milioni moja.
Silicon maalum inayoendesha behemothi hii ya ukokotoaji inajumuisha mchanganyiko wa chip zenye nguvu za Nvidia H100 na H200. Musk ameonyesha uwepo wa vitengo 100,000 vya H100 na vitengo 50,000 vya H200 ndani ya usambazaji wa awali wa GPU 200,000. Athari za kifedha za kupata hardiwea kama hiyo, iwe kwa ununuzi wa moja kwa moja au mipango ya kukodisha kupitia watoa huduma za kompyuta ya wingu, ni za kushangaza. Makadirio ya sekta yanaweka gharama ya chip moja ya H100 mahali fulani kati ya $27,000 na $40,000, wakati vitengo vipya vya H200 vinakadiriwa kuwa karibu $32,000 kila moja.
Kulingana na takwimu hizi, hardiwea kwa usanidi wa sasa wa Memphis inaweza kuwakilisha uwekezaji unaozidi $4.3 bilioni. Kupanua hadi lengo la mwisho la GPU milioni moja, hata kwa kutumia makadirio ya chini ya $27,000 kwa kila chip ya H100, inapendekeza matumizi yanayoweza kupanda hadi $27 bilioni. Bado haijulikani ikiwa xAI inanunua chip hizi moja kwa moja au inatumia rasilimali za kompyuta ya wingu, tofauti yenye athari kubwa za kifedha na uendeshaji. Kwa muktadha, xAI inaripotiwa kuwekeza $700 milioni katika hardiwea kwa kituo tofauti, kidogo cha data huko Georgia, kinachoshirikiwa na kampuni ya mitandao ya kijamii ya Musk, X, ambayo ina takriban GPUs 12,000. Ulinganisho huu unaangazia ongezeko kubwa la kiwango na gharama linalowakilishwa na mradi wa Memphis.
Uchaguzi wa Memphis, uliokuzwa na Musk na maafisa wa eneo hilo kama ‘uwekezaji wa mabilioni ya dola,’ umewekwa kama hatua ya kuifanya jiji kuwa ‘kitovu cha kimataifa cha AI,’ hasa kuendesha mfumo wa Grok 3 wa xAI na maendeleo ya baadaye. Hata hivyo, msongamano mkubwa wa nguvu za kompyuta unaotarajiwa huleta changamoto kubwa sawa: usambazaji wa nishati.
Mlinganyo wa Nishati: Kikwazo Muhimu Kinajitokeza
Tamaa ya kupeleka GPU milioni moja inagongana moja kwa moja na mapungufu ya kivitendo ya miundombinu ya umeme. Kuendesha mkusanyiko mnene kama huo wa hardiwea ya kompyuta yenye utendaji wa juu kunahitaji usambazaji mkubwa na wa kuaminika wa nishati, eneo ambalo mradi wa xAI wa Memphis unakabiliwa na kikwazo chake kikubwa zaidi.
Hadi sasa, xAI imeomba rasmi megawati (MW) 300 za umeme kutoka kwa mtoa huduma wa umeme wa eneo hilo, Memphis Light, Gas and Water (MLGW). Hata hivyo, vibali vimetolewa tu kwa MW 150 za umeme wa gridi. Pengo hili kubwa kati ya uwezo ulioombwa na uliokubaliwa linasisitiza mzigo ambao mradi unaweka kwenye gridi ya umeme iliyopo.
Kutambua kikwazo hiki, xAI imejaribu kwa bidii kuongeza usambazaji wake wa umeme kupitia uzalishaji wa ndani. Maombi ya vibali yanafunua mipango ya mitambo ya gesi asilia, haswa vitengo vinavyotolewa na kampuni tanzu ya Caterpillar, Solar Turbines. Jenereta hizi zimekusudiwa kuzalisha jumla ya MW 250 za umeme. Ingawa uwezo huu wa ndani unaongeza kwa kiasi kikubwa nishati inayopatikana, na kuleta jumla ya uwezo wa nishati karibu na MW 400 (MW 150 gridi + MW 250 ndani), bado iko chini sana ya mahitaji ya maono ya mwisho ya GPU milioni moja.
Katika nyaraka zake za vibali zinazohusiana na mitambo ya gesi, xAI ilikiri wazi mapungufu ya gridi. Kampuni ilisema kuwa kupata MW 300 kamili zilizoombwa kutoka kwa gridi kunategemea “maboresho makubwa ya miundombinu“ na uboreshaji wa mtandao wa usafirishaji wa umeme wa kikanda. Zaidi ya hayo, xAI ilikiri kwamba haiwezi kuhudumia mahitaji ya wateja vya kutosha “bila uzalishaji wa ziada wa umeme papo hapo,” ikionyesha wazi kwamba mchanganyiko wa sasa wa umeme wa gridi uliokubaliwa na uzalishaji wa ndani uliopangwa hautoshi hata kwa malengo ya kati, achilia mbali lengo la mwisho.
Wataalamu wanakadiria kuwa kuendesha GPU milioni moja za hali ya juu za Nvidia kunaweza kuhitaji zaidi ya gigawati (GW) 1, ambayo inatafsiriwa kuwa MW 1,000. Takwimu hii inatofautiana sana na takriban MW 400 zinazopatikana kwa sasa kwa xAI huko Memphis (ikijumuisha ufikiaji wa gridi uliokubaliwa na uzalishaji wa ndani). Kulingana na Shaolei Ren, profesa wa uhandisi wa umeme na kompyuta katika Chuo Kikuu cha California Riverside, bahasha ya sasa ya nishati (karibu MW 400) inaweza kusaidia upelekaji wa awali wa takriban GPU 200,000 za Nvidia H100. Hata hivyo, kusukuma zaidi ya nambari hii kungekuwa na changamoto zaidi, ikiwezekana kuhitaji mikakati mikali ya ‘oversubscription’. Ren alibainisha, “Bado inawezekana, lakini hiyo inamaanisha mkakati mkali wa oversubscription unatumika.” Oversubscription katika vituo vya data inahusisha kuwapa wateja kandarasi ya uwezo wa umeme zaidi kuliko unaopatikana kimwili wakati wowote, kutegemea uwezekano wa kitakwimu kwamba sio watumiaji wote watadai mgao wao wa juu kwa wakati mmoja - mkakati wenye hatari zake.
Upungufu wa nishati unaangazia mvutano wa kimsingi: ratiba iliyoharakishwa ya Musk na tamaa kubwa ya kiwango dhidi ya mchakato unaotumia muda mwingi na gharama kubwa wa kuboresha miundombinu ya umeme ya kikanda.
Kulemea Gridi: Mienendo ya Nguvu za Kikanda Chini ya Shinikizo
Mahitaji makubwa ya nishati ya mradi wa xAI sio jambo la pekee; yanaakisi mwenendo mpana unaoweka shinikizo kwenye gridi za umeme za kikanda. Mamlaka ya Bonde la Tennessee (Tennessee Valley Authority - TVA), shirika la umma linalomilikiwa na serikali kuu linalohusika na uzalishaji na usafirishaji wa umeme katika sehemu kubwa ya Tennessee na sehemu za majimbo sita jirani, inakabiliana na ukuaji wa kihistoria wa mzigo wa umeme. Ongezeko hili la mahitaji linachochewa kwa kiasi kikubwa na kuenea kwa vituo vya data vinavyotumia nguvu nyingi kama vile vya xAI, pamoja na watengenezaji wa betri na watumiaji wengine wakubwa wa viwandani wanaopanuka ndani ya eneo lake la huduma.
Kujibu mahitaji haya yanayoongezeka, TVA ilitangaza mwezi Februari nia yake ya kuwekeza kiasi kikubwa cha $16 bilioni katika miaka kadhaa ijayo. Uwekezaji huu umetengwa mahsusi kwa ajili ya kuimarisha mfumo wake wa umeme ili kukidhi mahitaji yanayoongezeka na kudumisha uaminifu wa gridi. Hata hivyo, maboresho kama hayo ni magumu na huchukua muda mrefu kutekeleza.
Zaidi ya hayo, TVA inadumisha itifaki kali za uangalizi kwa watumiaji wakubwa wa umeme. Msemaji wa TVA alifafanua kuwa bodi yake ya wakurugenzi “ingehitaji kupitia na kuidhinisha mzigo wowote mpya unaozidi MW 100 ili kuhakikisha uaminifu wa mfumo wa umeme unaweza kudumishwa.“ Sera hii inasisitiza uchunguzi unaotumika kwa miradi mikubwa kama ya xAI, kuhakikisha kuwa mahitaji mapya hayayumbishi usambazaji wa umeme uliopo kwa wateja wengine. Mgao wa awali wa gridi wa MW 150 wa xAI tayari unazidi kizingiti hiki, ikionyesha kuwa umepita ukaguzi wa awali, lakini maombi ya baadaye yatakabiliwa na mjadala kama huo.
Ukweli wa kivitendo wa utoaji wa umeme pia ulikubaliwa na maafisa wa eneo hilo. Wakati wa mkutano wa baraza la jiji la Memphis mwezi Januari, Mkurugenzi Mtendaji wa MLGW Doug McGowen alizungumzia kiwango kikubwa kilichojadiliwa kwa mradi wa xAI. Alionya, “Watu wanaweza kutangaza mambo mengi, na nadhani hiyo ni muhimu kwa jamii yetu — kwamba tunafurahia fursa zinazokuja. Lakini kama mnavyojua, kuna ukweli wa kivitendo kuhusu mambo mengi.“ Maoni ya McGowen yanapendekeza kwamba ingawa jiji linakaribisha faida zinazowezekana za kiuchumi, miundombinu ya umeme ya eneo hilo inaweza kwa sasa isiwe na uwezo wa kusaidia matoleo makubwa zaidi ya kiwango kilichotangazwa cha mradi bila maboresho makubwa, yanayotumia muda.
Kupanua Upeo, Vikwazo Vinavyoendelea
Licha ya changamoto za umeme zinazohusiana na eneo la awali, xAI tayari inaweka msingi wa upanuzi zaidi huko Memphis. Mwezi Machi, LLC inayohusishwa na kampuni ilikamilisha ununuzi wa ekari 186 za ardhi zilizoko kusini mwa kituo chake cha sasa, ununuzi uliogharimu $80 milioni. Shughuli hii ilijumuisha ghala kubwa la viwanda la futi za mraba milioni moja lililoko kwenye moja ya viwanja, ikiashiria nia ya maendeleo makubwa ya baadaye.
Sambamba na upanuzi huu, xAI imewasiliana na TVA kutathmini uwezekano wa kupata MW 260 za ziada za umeme wa gridi mahsusi kwa eneo hili jipya. Ombi hili, likiwa juu ya hali tayari ngumu ya umeme katika eneo la awali, linaongeza zaidi shinikizo kwa miundombinu ya nishati ya kikanda. Ikiwa itatolewa, ingefikisha jumla ya umeme wa gridi ulioombwa na xAI katika maeneo yote mawili kuwa MW 560 (MW 300 awali + MW 260 upanuzi), bado mbali sana na makadirio ya >1 GW inayohitajika kwa GPU milioni moja, na kutegemea sana mafanikio na wakati wa maboresho yaliyopangwa ya gridi ya TVA.
Utafutaji wa mgao huu wa ziada wa umeme unakumbana na ‘ukweli wa kivitendo’ uleule ulioangaziwa na Mkurugenzi Mtendaji wa MLGW. Uwezo wa gridi kutoa umeme unabaki kuwa swali kuu linaloning’inia juu ya ukubwa wa mwisho na ratiba ya mradi.
Utekelezaji na Usimamizi: Kuendesha Ujenzi
Ujenzi halisi wa kituo cha Memphis unasimamiwa hasa na Darana Hybrid Electro-Mechanical Solutions, mkandarasi mkuu anayetoka Ohio. Darana Hybrid iliwasilisha idadi kubwa ya vibali vya ujenzi vilivyowasilishwa kwa mradi huo. Ingawa kampuni ina uzoefu wa awali na miradi ya ujenzi wa viwanda katika eneo la Memphis, uteuzi wake kwa mradi wa ukubwa huu umevutia umakini fulani ndani ya sekta hiyo.
Mkongwe wa sekta ya vituo vya data, akizungumza bila kujitambulisha kwa sababu ya kukosa idhini ya kuzungumza hadharani, aliona kuwa ni jambo lisilo la kawaida kwa kampuni ya ukubwa wa kati kama Darana Hybrid kuongoza mradi wa kiwango cha kile Musk anachokiona kwa eneo la Memphis, mara nyingi kinachorejelewa kwa sitiari kama ‘Colossus’. Kwa kawaida, ujenzi wa vituo vya data vya hyperscale huhusisha makampuni makubwa, maalumu. Uchunguzi huu haumaanishi udhaifu lakini unaangazia kipengele kinachoweza kuwa cha kipekee cha mkakati wa utekelezaji wa mradi.
Majaribio ya kupata ufahamu zaidi au taarifa rasmi kuhusu maendeleo ya mradi, gharama, mkakati wa nishati, na uteuzi wa mkandarasi yamekutana na ukimya. Wawakilishi kutoka kwa taasisi muhimu zinazohusika, ikiwa ni pamoja na Elon Musk, xAI, Darana Hybrid, Tennessee Valley Authority, na Memphis Light, Gas and Water, hawakujibu maombi ya maoni kuhusu maelezo yaliyofunuliwa katika maombi ya vibali na changamoto zinazohusiana na nishati. Ukosefu huu wa ufafanuzi wa umma unaacha mwelekeo na utimilifu wa mwisho wa ‘gigafactory of compute’ kabambe ya Musk huko Memphis kutegemea ukweli unaojitokeza wa maendeleo ya ujenzi na, muhimu zaidi, upatikanaji wa nishati ya umeme.