Privite din exterior, puteți crede că sunt depozite gigantice. Dar înăuntru, în loc de stive de lăzi de transport, sunt rânduri peste rânduri de servere de înaltă performanță. Centrele de date se dezvoltă în prezent în întreaga lume pentru a satisface cererea imensă de putere de calcul necesară pentru a susține inteligența artificială și serviciile cloud. Giganții tehnologici americani – inclusiv Meta, Amazon, Apple, Google și Microsoft – și alte companii investesc împreună sute de miliarde de dolari în infrastructura lor. Un exemplu este unitatea Meta, aflată în construcție în prezent în statul american Louisiana, care va acoperi o suprafață de aproximativ mărimea a 70 de terenuri de fotbal.
Pe măsură ce puterea de calcul din centrele de date crește, la fel cresc și provocările. Majoritatea oamenilor sunt familiarizați cu nivelul de zgomot emis de un computer personal în condiții de utilizare intensă, atunci când ventilatoarele accelerează de la un scâncet la un vuiet pe măsură ce suflă tot mai mult aer rece în sistem. Totuși, o unitate de procesare grafică (GPU) de înaltă performanță necesită de 10 ori mai multă energie decât cipul CPU dintr-un computer sau laptop obișnuit. Când până la 100.000 de GPU-uri sunt plasate împreună într-un spațiu îngust, temperaturile cresc, și la fel și nevoia de răcire.
Până la 40% din consumul de energie al unui centru de date este destinat răcirii. Fiind în căutarea unei soluții sustenabile, majoritatea operatorilor apelează astăzi la răcirea cu lichid, eficientă din punct de vedere energetic, în locul răcirii cu aer. Aceasta implică absorbția căldurii direct de la procesoare și disiparea acesteia prin intermediul unui schimbător de căldură central. „Am fost implicați în dezvoltarea acestei tehnologii avansate încă de la început. În prezent, Endress+Hauser este un furnizor important de instrumentație industrială pentru revoluția inteligenței artificiale din țară”, spune Liza Kelso, manager național de dezvoltare a afacerii pentru semiconductoare și centre de date din SUA.
Teritoriu neexplorat
Când răcirea cu lichid a fost introdusă în unități, în urmă cu câțiva ani, nu exista o soluție gata de utilizare. Așadar, Endress+Hauser a colaborat cu ingineri de instalații și integratori de sisteme pentru a selecta, dimensiona și integra instrumentele potrivite. Răcirea în centrele de date moderne este gestionată din clădiri centrale de utilități (CUB – Central Utility Buildings), care găzduiesc sisteme formate din unități modulare de proces interconectate. În interiorul fiecărui CUB se află agregate frigorifice masive, schimbătoare de căldură, dulapuri de comandă și alte echipamente care utilizează date în timp real pentru a menține temperaturi optime pentru servere. Sistemul de răcire dintr-un singur CUB poate conține câteva zeci de instrumente de măsurare pentru monitorizarea debitului, a temperaturii, presiunii și calității apei. Un centru de date combină adesea patru sau mai multe unități modulare, astfel încât într-un campus pot exista mii de instrumente de măsurare care funcționează împreună.
„Măsurătorile noastre de proces, de înaltă precizie pot ajuta la optimizarea performanței sistemului de răcire și la gestionarea eficientă și sustenabilă a resurselor”, spune Kelso. Pe lângă reducerea la minim a consumului de energie și apă, fiabilitatea sistemului este o prioritate absolută pentru furnizori: duratele de nefuncționare a centrelor de date din cauza supraîncălzirii ar costa în jur de 150.000 de dolari americani per minut. Dincolo de acest fapt îngrijorător, operatorii acordă, în general, mai multă atenție valorii PUE (eficiența utilizării energiei). Aceasta compară energia totală consumată cu consumul de energie al infrastructurii IT. Cu cât valoarea este mai aproape de idealul 1.0, cu atât centrul de date este mai eficient, deoarece aproape toată energia furnizată este convertită în putere de calcul. În Europa, noile centre de date nu vor avea voie să depășească o valoare PUE de 1,2 începând cu luna iulie 2026.
Producția anuală a crescut de cinci ori
Endress+Hauser a impresionat furnizorii de sisteme și operatorii de instalații nu doar cu portofoliul său cuprinzător de tehnologii de măsurare pentru debit, analiza lichidelor, nivel și temperatură, ci și cu agilitatea și orientarea către client. Pentru că atunci când este vorba despre construirea de centre de date, fiecare zi contează. „Pentru prima comandă majoră, Grupul a trebuit să livreze de cinci ori producția anuală normală a unui singur tip de instrument – iar centrul de produs responsabil și-a mărit imediat capacitatea de producție, în consecință”, își amintește Kelso. Ea este convinsă că, datorită expertizei vaste, echipele de la Endress+Hauser pot ajuta centrele de date cu inteligență artificială să depășească și alte provocări întâlnite pe calea către o creștere sustenabilă: „Centrele își vor genera din ce în ce mai mult propria energie la fața locului, din surse precum energia regenerabilă. În plus, consumul de apă va fi redus și mai mult – de exemplu, prin tratarea apelor uzate din comunitățile din jur. Și în acest domeniu, putem oferi asistență cu tehnologie de măsurare și cunoștințe despre aplicații.”
Presiunea este mare
Datorită creșterii gradului de digitalizare, al gradului de utilizare a serviciilor cloud și a inteligenței artificiale sunt necesare tot mai multe centre de date și din ce în ce mai mari. Numai în 2024, peste 500 de miliarde de dolari americani au fost investiți la nivel global, potrivit Agenției Internaționale pentru Energie (IEA). IEA estimează că necesarul de energie al acestor centre trebuie să se dubleze la 945 terawați-oră în următorii cinci ani - acesta este echivalentul consumului de energie electrică al Japoniei. Centrele mari de date bazate pe inteligență artificială din prezent înregistrează deja, în medie, un consum de energie echivalent cu cel al 100.000 de gospodării. Instalațiile viitoare vor avea un consum de până la 50 de ori mai mare. Prin urmare, operatorii trebuie să identifice soluții sustenabile pentru generarea de energie și creșterea eficienței energetice.