Η Nvidia ανακοίνωσε πρόσφατα ένα σύστημα ψύξης με ζεστό νερό, το οποίο, σύμφωνα με στέλεχος της εταιρείας, μπορεί να εξαλείψει σχεδόν πλήρως τη χρήση νερού στο εσωτερικό των κέντρων δεδομένων (data centers).
«Το πρόβλημα της κατανάλωσης νερού στα data centers έχει σε μεγάλο βαθμό επιλυθεί», δήλωσε χαρακτηριστικά στο Axios ο Τζος Πάρκερ, επικεφαλής βιωσιμότητας της Nvidia.
Ωστόσο, αυτή είναι μόνο η μία πλευρά της ιστορίας. Για όσο διάστημα τα data centers της τεχνητής νοημοσύνης τροφοδοτούνται από ορυκτά καύσιμα – μια επιλογή που κάνουν όλο και συχνότερα οι εταιρείες τεχνολογίας – η εξοικονόμηση σταματά στους τοίχους των εγκαταστάσεων.
Το βασικό ζήτημα εντοπίζεται στον τρόπο με τον οποίο η Nvidia μετρά τη χρήση νερού. Η εταιρεία ουσιαστικά τραβάει μια γραμμή γύρω από το data center: οτιδήποτε βρίσκεται μέσα προσμετράται, ενώ οτιδήποτε μένει απέξω αγνοείται.
Για να είμαστε δίκαιοι, το σύστημα της Nvidia φαίνεται να τηρεί την υπόσχεσή του σε επίπεδο εγκατάστασης. Το ψυκτικό υγρό λειτουργεί σε κλειστό κύκλωμα, γεμίζει μία φορά και επανακυκλοφορεί για όλη τη διάρκεια ζωής της μονάδας, πράγμα που σημαίνει ότι δεν καταναλώνεται νέο νερό για την ψύξη των τσιπ. Σε ευνοϊκά κλίματα, η εταιρεία αναφέρει ότι αυτό μπορεί να οδηγήσει σε 100% μείωση της επιτόπιας χρήσης νερού.
Το πρόβλημα είναι ότι η κατανάλωση νερού εκτός του data center – κυρίως κατά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και την κατασκευή των τσιπ – μπορεί να διπλασιάσει ή να τριπλασιάσει το συνολικό υδάτινο αποτύπωμα μιας εγκατάστασης. Αυτό σημαίνει ότι η λύση της Nvidia αντιμετωπίζει μόνο το ένα τέταρτο έως το ένα τρίτο της συνολικής κατανάλωσης νερού των AI data centers.
Πώς λειτουργεί το νέο σύστημα ψύξης
Το νέο σύστημα είναι έξυπνα σχεδιασμένο, διοχετεύοντας ψυκτικό υγρό στα ράκ των διακομιστών σε θερμοκρασία 45°C. Αυτή η θερμοκρασία είναι υψηλή για τους ανθρώπους, αλλά όχι για τα τσιπ των υπολογιστών. Μετά τη διέλευσή του από τον σέρβερ, το υγρό εξέρχεται στους 55°C, απομακρύνοντας σημαντική ποσότητα θερμότητας από το υλικό.
Σε αυτή τη θερμοκρασία, ο εξωτερικός αέρας στα περισσότερα κλίματα μπορεί να απορροφήσει τη θερμότητα μέσω παθητικών ψυγείων, χωρίς να απαιτείται ψύξη με εξάτμιση ή, σε ορισμένες περιπτώσεις, καν ανεμιστήρες. Ένα data center χωρίς ανεμιστήρες ή ψύκτες δε θα κατανάλωνε απλώς λιγότερο νερό, αλλά θα ήταν επίσης πιο αποδοτικό και πιο αθόρυβο.
Ωστόσο, κανένα κέντρο δεδομένων δεν μπορεί να λειτουργήσει χωρίς παροχή ηλεκτρικού ρεύματος, και πολλοί τύποι εργοστασίων παραγωγής ενέργειας είναι οι ίδιοι μεγάλοι καταναλωτές νερού.
Το κρυφό υδάτινο αποτύπωμα της ενέργειας
Οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας από ορυκτά καύσιμα αποτελούν έναν από τους μεγαλύτερους χρήστες νερού στις ΗΠΑ, καταναλώνοντας 2.7 δισεκατομμύρια γαλόνια την ημέρα, κυρίως για ψύξη με εξάτμιση.
Σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη, οι σταθμοί φυσικού αερίου χρησιμοποιούν 1.17 λίτρα νερού για κάθε κιλοβατώρα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγουν, ενώ οι σταθμοί άνθρακα είναι ακόμη πιο απαιτητικοί, φτάνοντας τα 2.2 λίτρα ανά κιλοβατώρα. Αυτές οι μονάδες παράγουν σήμερα περίπου το μισό της συνολικής ενέργειας που καταναλώνουν τα data centers παγκοσμίως.
Τα υδροηλεκτρικά φράγματα, που καλύπτουν περίπου το 10% της ενέργειας των data centers, δεν καταναλώνουν νερό με άμεσο τρόπο, αλλά η εξάτμιση από τους ταμιευτήρες τους ισοδυναμεί με απώλεια 6.8 λίτρων ανά κιλοβατώρα παραγόμενης ενέργειας. Η γεωθερμία παρουσιάζει μεγάλες διακυμάνσεις ανάλογα με την τεχνολογία, αν και ορισμένες νεοφυείς εταιρείες έχουν δεσμευτεί να χρησιμοποιούν κυρίως μη πόσιμο νερό.
Αντίθετα, η αιολική και η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιούν απειροελάχιστες ποσότητες νερού, περίπου 0.01 και 0.03 λίτρα ανά κιλοβατώρα αντίστοιχα, στα οποία συνυπολογίζεται το νερό που απαιτείται για την κατασκευή και τον καθαρισμό των πάνελ.
Παρόλο που οι ανανεώσιμες πηγές καλύπτουν αυξανόμενο μερίδιο της νέας δυναμικότητας, το φυσικό αέριο και ο άνθρακας αναμένεται να παρέχουν περισσότερο από το 40% της νέας ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτείται για την κάλυψη της ζήτησης των data centers έως το 2030. Χωρίς σημαντικές αλλαγές σε αυτή την πορεία, τα κέντρα δεδομένων θα συνεχίσουν να καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες νερού, ανεξάρτητα από τις βελτιώσεις που κάνει η Nvidia στο εσωτερικό των τειχών της.