Artificial intelligence (AI) is driving rapid growth in electricity demand, yet the grid-facing power dynamics of AI data centers remain poorly understood. Here we show that, in shared-GPU systems, the composition of batch and inference workloads decouples aggregate power variability from short-horizon ramping. As the inference share rises, variability becomes U-shaped, whereas ramping becomes hump-shaped, particularly under higher loading. The magnitude and turning points of these patterns also depend on system loading. Using a trace-calibrated framework linking workload arrivals, queueing, scheduling, and GPU power, we show that the underlying mechanism is asymmetric. At intermediate workload mixes, queued batch jobs fill capacity left idle by fluctuating inference demand, reducing aggregate power variability. However, short-horizon ramping remains elevated because inference-side fluctuations propagate more directly into realized power. AI data centers should therefore be understood as dynamic systems whose workload composition shapes their grid impact.


翻译:人工智能(AI)正在推动电力需求的快速增长,然而AI数据中心与电网交互的功率动态特性仍未被充分理解。本文证明,在共享GPU系统中,批量任务与推理任务的负载组合能够将聚合功率波动与短周期爬坡行为解耦。随着推理任务占比上升,功率波动呈现U形变化,而爬坡幅度呈现驼峰形变化,尤其是在高负载条件下。这些模式的幅度和转折点还取决于系统负载水平。通过构建融合任务到达、排队、调度与GPU功耗的轨迹校准框架,我们发现其底层机制具有非对称性:在中等负载组合状态下,排队的批量任务可填充推理任务波动所遗留的空闲容量,从而降低聚合功率波动;但短周期爬坡幅度仍然较高,这是因为推理侧波动会以更直接的方式传递至实际功率。因此,AI数据中心应被理解为动态系统,其负载组合结构将深刻影响对电网的影响。

0
下载
关闭预览

相关内容

军事人工智能的能源挑战
专知会员服务
19+阅读 · 2025年11月23日
AI大模型技术在电力系统中的应用及发展趋势
专知会员服务
18+阅读 · 2025年6月23日
电力人工智能技术研究框架、应用现状及展望
专知会员服务
18+阅读 · 2025年5月15日
《面向边缘AI应用的高性能高能效架构探索》156页
专知会员服务
37+阅读 · 2025年4月12日
基于人工智能赋能的新型电力系统关键技术综述
专知会员服务
42+阅读 · 2024年6月24日
【AI+电力】大模型在电力系统中的应用
专知会员服务
105+阅读 · 2023年6月20日
电力人工智能发展报告
专知会员服务
87+阅读 · 2022年4月11日
《利用人工智能加速能源转型》报告
专知会员服务
85+阅读 · 2022年2月23日
电力人工智能发展报告,33页ppt
专知会员服务
137+阅读 · 2019年12月25日
可解释AI(XAI)工具集—DrWhy
专知
25+阅读 · 2019年6月4日
AI综述专栏 | 深度神经网络加速与压缩
人工智能前沿讲习班
32+阅读 · 2018年10月31日
【工业智能】电网故障诊断的智能技术
产业智能官
34+阅读 · 2018年5月28日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
边缘计算的军事应用
专知会员服务
7+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
9+阅读 · 8月8日
《多域冲突比较支持模型》60页
专知会员服务
14+阅读 · 8月7日
相关VIP内容
军事人工智能的能源挑战
专知会员服务
19+阅读 · 2025年11月23日
AI大模型技术在电力系统中的应用及发展趋势
专知会员服务
18+阅读 · 2025年6月23日
电力人工智能技术研究框架、应用现状及展望
专知会员服务
18+阅读 · 2025年5月15日
《面向边缘AI应用的高性能高能效架构探索》156页
专知会员服务
37+阅读 · 2025年4月12日
基于人工智能赋能的新型电力系统关键技术综述
专知会员服务
42+阅读 · 2024年6月24日
【AI+电力】大模型在电力系统中的应用
专知会员服务
105+阅读 · 2023年6月20日
电力人工智能发展报告
专知会员服务
87+阅读 · 2022年4月11日
《利用人工智能加速能源转型》报告
专知会员服务
85+阅读 · 2022年2月23日
电力人工智能发展报告,33页ppt
专知会员服务
137+阅读 · 2019年12月25日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员