Μαζί με την κάθετη αύξηση της παγκόσμιας ζήτησης για τεχνολογίες όπως η Τεχνητή Νοημοσύνη, οι υπερυπολογιστές (HPC – συστήματα που εκτελούν εξαιρετικά απαιτητικούς υπολογισμούς) και οι υπηρεσίες cloud, αυξάνεται και η σημασία ενός λιγότερο «ορατού», αλλά εξαιρετικά κρίσιμου παράγοντα. Με ποιον τρόπο ψύχονται τελικά τα data centers, αυτές οι εξαιρετικά ενεργοβόρες κατασκευές που αποτελούν τη ραχοκοκκαλιά του ψηφιακού οικοσυστήματος;
Σήμερα, τα data centers ευθύνονται για περίπου 1,5% της παγκόσμιας κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας. Σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας, μέχρι το 2030 η ζήτηση αυτή αναμένεται να διπλασιαστεί, κυρίως λόγω της εξάπλωσης της Τεχνητής Νοημοσύνης.
Και εδώ βρίσκεται το κρίσιμο σημείο: έως και το μισό της ενέργειας ενός data center μπορεί να καταναλώνεται μόνο για ψύξη. Γι’ αυτό και η επιλογή του κατάλληλου συστήματος ψύξης έχει μετατραπεί σε στρατηγική απόφαση.
Η παραδοσιακή μέθοδος ψύξης βασίζεται στον αέρα: μεγάλοι ανεμιστήρες, κλιματιστικά και ροή ψυχρού αέρα μέσα στις αίθουσες και στα ίδια τα μηχανήματα. Όμως, όσο αυξάνονται οι ενεργειακές απαιτήσεις, η αερόψυξη φτάνει στα όριά της.
Το νερό, αντίθετα, είναι πάνω από 3.000 φορές πιο αποτελεσματικό από τον αέρα στη μεταφορά θερμότητας. Αυτό σημαίνει ότι χρειάζεται λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια για να απομακρυνθεί η ίδια ποσότητα θερμότητας.
Σύγχρονες τεχνικές υγρής ψύξης –όπως η άμεση ψύξη των επεξεργαστών– μπορούν να απομακρύνουν έως και 98% της παραγόμενης θερμότητας από τους servers. Σε πολλές περιπτώσεις, το «ζεστό» νερό που προκύπτει δεν πάει χαμένο, αλλά επαναχρησιμοποιείται για θέρμανση κτιρίων ή άλλων εγκαταστάσεων. Συνολικά, η υγρή ψύξη μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας έως και 40%.
Στο κομμάτι της βιωσιμότητας, η εικόνα είναι πιο σύνθετη. Η αερόψυξη καταναλώνει πολύ ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά δεν απαιτεί νερό. Η υγρή ψύξη είναι ενεργειακά περισσότερο αποδοτική, όμως παλαιότερα συστήματα βασίζονταν σε εξάτμιση, κάτι που απαιτούσε συνεχή αναπλήρωση νερού.
Τα νεότερα συστήματα υγρής ψύξης λειτουργούν με θερμό νερό και αντέχουν υψηλότερες θερμοκρασίες εισόδου, μειώνοντας την ανάγκη για ενεργοβόρα ψύξη. Παράλληλα, η βιομηχανία μεταβαίνει από «ανοιχτά» συστήματα (όπου το νερό χάνεται μέσω εξάτμισης) σε κλειστά κυκλώματα, που ανακυκλώνουν το υγρό και βελτιώνουν την αποδοτικότητα.
Τα συστήματα αερόψυξης χρειάζονται περισσότερο χώρο. Πρακτικά, μπορούν να υποστηρίξουν έως περίπου 70 κιλοβάτ ανά rack (δηλαδή ανά ντουλάπι εξοπλισμού), πριν φτάσουν σε φυσικά όρια.
Οι κάρτες γραφικών (GPUs) που «τρέχουν» εφαρμογές Τεχνητής Νοημοσύνης καταναλώνουν έως και δέκα φορές περισσότερη ενέργεια από τους παραδοσιακούς επεξεργαστές. Ταυτόχρονα, νέες τεχνολογίες σχεδίασης επιτρέπουν την τοποθέτηση περισσότερων κυκλωμάτων σε μικρότερο χώρο, αυξάνοντας δραματικά την πυκνότητα ισχύος.
Εδώ η αερόψυξη δυσκολεύεται να ακολουθήσει. Η υγρή ψύξη, αντίθετα, επιτρέπει υψηλότερη υπολογιστική ισχύ στον ίδιο χώρο, κάτι κρίσιμο για data centers επόμενης γενιάς.
Σύμφωνα με εκτιμήσεις της Goldman Sachs, μέχρι το τέλος της δεκαετίας οι ενεργειακές απαιτήσεις των data centers θα έχουν αυξηθεί κατά 160%, κυρίως λόγω της Τεχνητής Νοημοσύνης.
Η αποδοτικότητα των data centers μετριέται με έναν δείκτη που λέγεται PUE (Power Usage Effectiveness): όσο πιο κοντά στο 1, τόσο καλύτερα. Ορισμένα data centers που έχουν σχεδιαστεί εξ αρχής για υγρή ψύξη πετυχαίνουν ήδη τιμές 1,1 ή ακόμη και 1,04, κάτι που θεωρούνταν σχεδόν αδύνατο πριν λίγα χρόνια.
Η αερόψυξη έχει μειονεκτήματα στην αξιοπιστία: οι ανεμιστήρες φέρνουν σκόνη μέσα στον εξοπλισμό και οι διακυμάνσεις θερμοκρασίας είναι συχνότερες, αυξάνοντας τις ανάγκες συντήρησης.
Η υγρή ψύξη απαιτεί μεγαλύτερη τεχνογνωσία, όμως τα σύγχρονα συστήματα είναι ασφαλή, συντηρήσιμα και πρακτικά, ακόμη και σε μικρότερες εγκαταστάσεις. Επιπλέον, υπάρχουν πλέον υβριδικές λύσεις, που συνδυάζουν αέρα και νερό, διευκολύνοντας τη σταδιακή μετάβαση.
Περισσότερες ειδήσεις
ΗΠΑ: Τα data centers κατεβαίνουν… στις κάλπες και φέρνουν «πονοκέφαλο» στις Big Tech
Data centers και τεχνητή νοημοσύνη «ανάβουν» για τα καλά τη ζήτηση ρεύματος
Trentino DataMine: Το πρώτο… υπόγειο data centre της Ευρώπης σε ενεργό ορυχείο
