Alimenter et refroidir les datacenters : le réseau et la puce fixent les limites

Deux nouvelles de la même semaine résument l'état de l'alimentation et du refroidissement des datacenters. L'une est terrestre et financière. L'autre est petite, expérimentale, et sur le point de quitter la planète.

Le département de l'Énergie des États-Unis a annoncé cette semaine qu'il consacrerait 5,25 milliards de dollars à des améliorations du réseau : 1,9 milliard de dollars de fonds fédéraux et 3,35 milliards de dollars de financement partagé. The Register a rapporté le 25 septembre que le programme couvre 31 projets dans 26 États au titre de l'initiative SPARK du département, l'argent fédéral provenant du programme Grid Resilience and Innovation Partnerships.

Ces projets n'ajoutent pas de production. Ils visent à tirer davantage de ce qui est déjà construit : remplacer les conducteurs ou reconstruire plus de 1 500 miles de lignes de transport, et déployer des capteurs, des dispositifs de contrôle des flux de puissance et des outils d'analyse sur 21 000 miles d'infrastructures de réseau. Le département de l'Énergie affirme que cela améliorera la fiabilité et réduira les coûts d'électricité pour environ 100 millions d'Américains.

Pourquoi cela compte-t-il pour les datacenters ? Les exploitants cherchent à raccorder de grosses charges plus vite que le réseau ne peut les absorber. The Register cite un avertissement de Moody's datant de début septembre : le rythme de construction des datacenters dépasse la vitesse à laquelle le réseau américain peut ajouter la capacité nécessaire. Moody's estime que la consommation électrique des datacenters américains atteindra 426 TWh en 2030, près du double du chiffre de 2025. C'est le mur de l'électricité en un seul nombre.

La production sur site est une réponse, et elle peut mal tourner. Ars Technica a rapporté le 24 septembre que le New Jersey a infligé une amende de 1,1 million de dollars à l'exploitant d'un datacenter prévu sur la côte Est, pour avoir installé et fait tourner en secret des générateurs à gaz sans permis.

Les détails sont précis. DataOne disposait de 62 générateurs à gaz sur le site, et des images thermiques par drone obtenues en août par The Guardian et Floodlight News en montraient 45 en fonctionnement, selon Ars Technica. Les générateurs tournaient à une capacité de 1 982 kilowatts, bien au-dessus du seuil de 37 kilowatts à partir duquel le New Jersey exige un permis. Le département de la Protection de l'environnement de l'État indique que ces générateurs émettent du dioxyde de carbone, des oxydes d'azote, du monoxyde de carbone et d'autres polluants liés à la combustion.

DataOne a reçu 45 jours pour demander des permis ou cesser d'exploiter, mais peut continuer à faire tourner les moteurs pendant la demande. Un porte-parole de l'entreprise a déclaré au New York Times qu'elle demanderait des permis atmosphériques pour les générateurs temporaires, contestait l'amende et affirmait que le site passe à des piles à combustible à faibles émissions. Des riverains cités par le Times ne s'en sont pas satisfaits : ils demandent ce qu'ils ont respiré et pourquoi l'application de la loi a pris six mois.

Il y a ensuite l'autre direction : sortir le calcul du réseau. Le Project Suncatcher de Google cherche à tester si du matériel d'IA peut fonctionner en orbite. Son premier satellite, nommé MVP, doit être lancé le 1er octobre à bord d'une Falcon 9 de SpaceX, rapporte Ars Technica le 24 septembre. Le satellite a à peu près la taille d'un réfrigérateur et embarque quatre accélérateurs TPU conçus par Google, alimentés par des panneaux solaires fournissant environ un kilowatt.

Le refroidissement est la partie difficile. Tom's Hardware a rapporté le 26 septembre que les puces ne fonctionneront qu'environ 15 minutes avant de devoir s'arrêter pour laisser les radiateurs rattraper leur retard. La conception de Google utilise un matériau d'interface thermique qui relie les puces à des caloducs en aluminium et en cuivre. Ces caloducs conduisent la chaleur vers un radiateur qui la projette dans l'espace. Les rayonnements sont un autre problème : ils peuvent faire basculer des bits, et la réponse actuelle de Google est de redémarrer périodiquement les puces.

L'échelle est l'autre réserve. Un kilowatt suffit à faire tourner un four à micro-ondes, pas une salle de datacenter. James Manyika, vice-président senior de la recherche chez Google, a déclaré au New York Times que l'entreprise n'attend rien d'utilement opérationnel dans les prochaines années. Il compare l'effort au travail de Google sur la voiture sans conducteur, testée environ 15 ans avant la moindre livraison. Google prévoit toujours une paire de satellites en 2027 et a évoqué des flottes de plus de 80.

Pour qui exploite aujourd'hui un datacenter au sol, la leçon pratique est moins exotique. La capacité du réseau s'étend à la marge, pas reconstruite du jour au lendemain, et l'alimentation sur site comporte un risque de permis. L'approvisionnement renouvelable a ses propres limites : Data Center Knowledge note que l'éolien et le solaire varient avec la météo et que le stockage coûte cher, si bien que la plupart des sites ont encore besoin d'une production classique en secours ou en complément. Les salves de 15 minutes de Google en orbite sont un résultat de recherche, pas une feuille de route.