No es ningún secreto que los centros de datos que forman el motor oculto del auge actual de la IA pueden consumir grandes cantidades de agua, principalmente para fines de refrigeración, y abordar este problema es fundamental para cualquier empresa del sector tecnológico.
A nivel mundial, la Agencia Internacional de Energía (AIE) estima que el sector de los centros de datos utiliza hoy 560 mil millones de litros de agua por año, y las proyecciones sugieren que esta cifra puede aumentar en los próximos años, alcanzando 1,2 billones de litros por año en 2030, según un informe reciente del gobierno sobre el uso del agua en los centros de datos.
Tomar medidas hoy puede ayudar a mitigar esto.
Director de EMEA HPC/AI en Lenovo.
Es muy posible que los centros de datos reduzcan el consumo de recursos locales de agua dulce, al mismo tiempo que reducen su consumo de energía y sin reducir el rendimiento.
A continuación se presentan cinco cuestiones clave que impulsan el uso de agua en los centros de datos en la actualidad y las medidas que los operadores de centros de datos pueden tomar para mitigarlos.
1 El enfriamiento evaporativo de circuito abierto es un problema
Hoy en día, muchos centros de datos todavía dependen de sistemas de enfriamiento por evaporación de “circuito abierto”, donde se rocía agua caliente sobre almohadillas para enfriar. Esta antigua forma de arquitectura de refrigeración significa que los centros de datos utilizan cantidades significativas de agua, que deben reponerse constantemente a medida que se evapora.
Pero los sistemas de refrigeración líquida sellados más modernos ofrecen una forma de mitigar esta fuente de pérdida de agua, garantizando que el agua se reutilice de manera eficiente, sin afectar el rendimiento.
Los sistemas de circuito cerrado actuales utilizan la misma agua una y otra vez utilizando un intercambiador de calor líquido-aire para enfriar el agua en lugar de evaporarla. Estos sistemas de enfriamiento de agua caliente están sellados, de modo que después del primer llenado del sistema, la pérdida de agua es extremadamente baja en condiciones normales de funcionamiento.
En cambio, los sistemas recirculan la misma agua dentro de un entorno sellado, por lo que no se consume agua durante el funcionamiento normal. El agua no se drena del sistema y nunca se evapora: en cambio, absorbe el calor directamente de los componentes de alto rendimiento y lo transfiere fuera del sistema.
Los sistemas de circuito cerrado no están diseñados para ser infraestructuras impulsadas por servicios públicos, sino más bien sistemas regenerativos y autónomos. Esta tecnología será importante para reducir la demanda de agua de los centros de datos en todo el mundo.
2 El centro de datos todavía intenta enfriar la habitación.
En muchos centros de datos, la refrigeración es muy ineficiente, lo que significa que hasta un tercio del uso total de energía del centro de datos puede “gastarse” en componentes de refrigeración, con ventiladores trabajando para mantener bajas las temperaturas del centro de datos, así como para enfriar máquinas individuales. Las tecnologías modernas, como la refrigeración directa al nodo y directa al chip, ofrecen una nueva forma de frenar este consumo ineficiente de energía y agua.
En la refrigeración directa al chip, las placas frías se unen a componentes generadores de calor como GPUS, el líquido refrigerante absorbe el calor que fluye a través de las placas y lo transfiere al intercambiador de calor. Las técnicas de refrigeración líquida, como la refrigeración directa al nodo, pueden eliminar hasta el 98 % del calor de los servidores, trabajando en un sistema de circuito cerrado que significa que no se desperdicia agua.
Al capturar el calor directamente en la fuente a nivel del procesador, en lugar de intentar enfriar una habitación entera llena de aire caliente, los operadores de centros de datos pueden reducir las demandas de energía y ejercer menos presión sobre los sistemas de agua locales. También produce resultados a alta temperatura que son fáciles de reutilizar.
3 La IA generativa está aumentando la densidad informática
Una razón clave para el creciente uso de agua en los centros de datos es que el auge de la IA está generando una mayor demanda de refrigeración. La IA generativa funciona con la unidad de procesamiento de gráficos (GPU), que puede consumir de cinco a 10 veces más energía que la unidad central de procesamiento (CPU). Pero también estamos viendo un aumento en la densidad informática, a medida que más y más de estos componentes se empaquetan en áreas más pequeñas utilizando técnicas como el apilamiento de silicio 3D.
Las demandas de las cargas de trabajo de IA significan que el enfriamiento de circuito cerrado con agua caliente se está convirtiendo en una solución de bajo consumo. Incluso con altas densidades de rack, los sistemas de agua caliente (que pueden utilizar entradas de temperatura mucho más altas) permiten un alto rendimiento y al mismo tiempo evitan el consumo de agua y eliminan el enfriamiento por evaporación.
Por poner un ejemplo, DreamWorks Animation adoptó un sistema de refrigeración por agua caliente para la informática de alto rendimiento (HPC) y registró un aumento del rendimiento del 20 % junto con una reducción de los requisitos de refrigeración.
4 Los proyectos para la reutilización del calor de los centros de datos son todavía muy raros
En los centros de datos, casi toda la electricidad utilizada se convierte finalmente en calor y hoy en día es un recurso subutilizado. De hecho, tradicionalmente se ha considerado el calor como un subproducto no deseado que debe eliminarse y luego desecharse. Pero puede transformarse en un recurso utilizable, proporcionando calor para comunidades residenciales, edificios comerciales e incluso calefacción urbana.
Esta reutilización sigue siendo muy poco común, pero proyectos pioneros en toda Europa ya están mostrando el potencial del concepto para reducir la dependencia de los combustibles fósiles, reducir los costos de energía y aumentar la resiliencia. Proyectos en Irlanda y Escandinavia ya están reutilizando el calor para calentar hogares y empresas.
Los viejos sistemas de enfriamiento por evaporación son un desperdicio, y el paso a sistemas de circuito cerrado donde se reutiliza el agua, se recolecta el calor y se entrega a la comunidad en general es un excelente ejemplo de cómo los desechos se pueden convertir en un recurso.
Cinco centros de datos todavía están en la ubicación equivocada
Actualmente, se presta poca atención a la ubicación de los centros de datos, lo que significa que las instalaciones pueden ubicarse en áreas que ya están bajo presión sobre los suministros locales de agua dulce.
En el futuro, las organizaciones considerarán este factor para ofrecer centros de datos más sostenibles que se “adapten” a su entorno local: las investigaciones muestran que el 45% de los profesionales de TI creen que el diseño actual del centro de datos no respalda los objetivos de sostenibilidad.
En el futuro, los centros de datos se ubicarán en ubicaciones cuidadosamente seleccionadas para optimizar el uso de energía renovable y garantizar que sus necesidades de agua no entren en conflicto con su entorno local. Esto podría incluir centros de datos construidos en áreas urbanas con el objetivo de reutilizar el calor residual para calentar los hogares locales, ofreciendo incluso experiencias similares a las de un spa a la población local.
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