Refroidissement des centres de données : la chaleur, l'eau et l'énergie deviennent le goulot d'étranglement

Deux histoires de centres de données très différentes se sont déroulées à quelques jours d'intervalle. Elles pointent le même goulot d'étranglement. Le lundi 28 septembre, Goodman Group a confirmé avoir informé le NSW Department of Planning qu'il ne procéderait plus à la construction de son centre de données Project Mars, d'une valeur de 1,2 milliard de dollars australiens, à Lane Cove, sur la rive nord de Sydney, selon ABC News. Goodman a cité les « changements dans l'environnement réglementaire » et les retours de la communauté.

Deux jours plus tôt, Tom's Hardware rapportait que Google se prépare à lancer un satellite expérimental nommé MVP, portant quatre Tensor Processing Units et environ 1 000 W de puissance solaire, pour tester si les charges de travail IA peuvent fonctionner en orbite. Les puces ne géreront qu'environ 15 minutes de fonctionnement avant d'être coupées pour refroidissement.

Le refroidissement n'est pas un sujet secondaire dans les deux cas. C'est la limite physique qui détermine où un centre de données peut être construit, combien de puissance il peut tirer et, de plus en plus, si le public l'acceptera du tout.

La chaleur est la contrainte, pas le calcul

Dans un centre de données conventionnel, le refroidissement par air fonctionne bien à des densités de racks modérées. Poussez des accélérateurs IA dans un rack et la charge thermique par mètre carré grimpe rapidement, raison pour laquelle le refroidissement liquide est passé d'une option de niche à la norme pour les nouvelles constructions IA. Le test orbital de Google est la version extrême du problème, car il n'y a pas d'air pour évacuer la chaleur. Tom's Hardware a rapporté que Google a conçu un système de refroidissement qui ventile la chaleur directement dans l'espace, car le refroidissement par ventilateurs ne fonctionne pas dans le vide. Le rayonnement est un second problème : il peut provoquer des inversions de bits dans les puces, et la solution provisoire de Google est de redémarrer les puces périodiquement.

Le satellite gérera les requêtes IA pendant un an, bien qu'il soit attendu en orbite jusqu'à six ans avant de brûler lors de la réentrée. James Manyika, vice-président senior de la recherche chez Google, a déclaré au New York Times, cité par Tom's Hardware, que « nous ne prévoyons pas, pour être tout à fait franc, d'avoir quoi que ce soit d'opérationnellement utile dans les prochaines années ». Il a comparé l'effort au programme de voitures sans conducteur de Google, testé « il y a environ 15 ans avant que quoi que ce soit ne soit disponible ».

Le plan à long terme de Google, selon Tom's Hardware, est une paire de satellites ensuite, et à terme des flottes réseauées de plus de 80 satellites. L'estimation de Manyika est de 15 ans pour passer d'un serveur à quatre puces à un centre de données complet.

Les contrats d'énergie se désagrègent

Sur le sol terrestre, le problème de refroidissement est inséparable du problème d'énergie. TechCrunch a rapporté le 25 septembre que Crusoe, une startup de centres de données IA basée à Denver qui a récemment levé 3 900 000 000 dollars, a abandonné un plan de 1 250 000 000 dollars pour acheter 29 turbines à gaz naturelles stationnaires à Boom Supersonic. Les premières livraisons devaient commencer en 2027.

Blake Scholl, PDG de Boom, a déclaré dans un post sur X que les entreprises ne poursuivaient plus le partenariat de lancement de turbines. Scholl a écrit que Boom livrera environ 250 MW de turbines Superpower à d'autres sites l'année prochaine et vise 1 GW en 2 028. Une ligne qu'il a ensuite supprimée du post indiquait que les turbines n'étaient « plus une part du mix énergétique primaire à court terme de Crusoe à Abilene/etc. ». Andrew Schmitt, porte-parole de Crusoe, a déclaré à TechCrunch que les plans énergétiques de l'entreprise « n'ont pas changé » et qu'elle prévoit toujours d'utiliser des turbines, « juste pas celles de Boom ».

Le premier centre de données de 1,2 gigawatt de Crusoe à Abilene, construit pour Oracle et OpenAI, est alimenté par le réseau, selon TechCrunch, avec une centrale à turbines à gaz utilisée uniquement en secours. L'entreprise construit également un centre de données de 900 mégawatts à Abilene pour Microsoft, qui sera alimenté par des turbines à gaz sur site. Cette distinction compte pour le refroidissement : la génération sur site et le refroidissement liquide sont généralement conçus ensemble, car les deux sont dimensionnés autour de la même enveloppe de puissance.

À quoi s'oppose réellement le public

L'opposition communautaire est souvent décrite comme un phénomène unique. Le dossier suggère qu'il s'en agit de plusieurs. En Pennsylvanie, Tom's Hardware a rapporté le 28 septembre que NorthPoint Development souhaite construire un centre de données sur 1 300 acres près de Hazle Township dans les contreforts des Pocono. L'entreprise a offert des chèques de 10 000 dollars à 4 500 ménages si l'installation est approuvée, en plus de jusqu'à 120 000 000 dollars sur 15 ans pour les services communautaires et locaux. Le Wall Street Journal, cité par Tom's Hardware, a constaté que peu de résidents étaient pressés d'accueillir le projet pour la prime. Les préoccupations citées comprenaient les valeurs immobilières, la pollution sonore et la méfiance envers les développeurs et le gouvernement local. Le gouvernement de Hazle Township a déjà rejeté le projet pour des raisons de zonage l'année dernière et a promulgué un moratoire temporaire sur la construction de centres de données.

En Australie, les objections portaient sur la proximité. Project Mars à Lane Cove se trouvait à environ 20 mètres de la maison la plus proche et à 160 mètres de l'école publique Lane Cove West, a rapporté ABC News. Sanaa Shah, responsable des campagnes de Sweltering Cities, a déclaré à l'ABC que le retrait était « un témoignage clair de la grande résistance communautaire qui se forme contre les centres de données ». La sénatrice libérale Sarah Henderson avait pressé Ben McGilp, directeur général du développement de Goodman, de retirer la proposition lors de la première audience de l'enquête du sénat fédéral sur les centres de données et l'intelligence artificielle.

Le cadrage de l'industrie est différent. Belinda Dennett, PDG du groupe de plaidoyer Data Centre Australia, a déclaré à l'ABC que l'Australie risquait de perdre des développements de centres de données au profit des pays voisins, citant les processus d'approbation, les problèmes de chaîne d'approvisionnement et les « problèmes de licence sociale ».

Eau, terre et la question climatique

Wired a rapporté le 27 septembre que le changement climatique est rarement la première préoccupation soulevée par les opposants aux centres de données. Lors d'un panel de la Climate Week à New York, des manifestants d'Extinction Rebellion NYC ont interrompu une séance avec des dirigeants technologiques, et Molly Taft de Wired a noté que les sondages montrent que le climat se classe derrière l'eau, l'utilisation de l'énergie et son effet sur les factures, ainsi que la pollution de l'air et du bruit locale. Cully Cavness, cofondateur et président de Crusoe, a déclaré qu'il supposait que la plupart des manifestants ne vivaient pas près d'un centre de données. Varun Sivaram d'Emerald AI a argumenté que les centres de données pouvaient devenir de « bons citoyens » qui aident à réduire les factures et à mettre plus d'énergie propre en ligne.

Le reportage du Guardian depuis l'Andhra Pradesh le 26 septembre montre comment ces arguments tombent quand un projet est assez grand. Google construit un centre de données IA hyperscale dans l'État indien, annoncé publiquement comme un projet de 1 GW avec une étiquette de prix de 15 000 000 000 dollars. Les autorisations environnementales de l'État, cependant, permettent plus du double : 2,51 GW, selon le Guardian. C'est l'équivalent en puissance de deux grands réacteurs nucléaires à pleine sortie, et sur plus d'un an, cela représente plus de 30 % de la consommation d'énergie actuelle de l'Andhra Pradesh, un État de plus de 55 000 000 d'habitants. Le Guardian a également rapporté que 75 % du réseau électrique indien fonctionne au charbon, et que les autorisations ont été émises en neuf jours sans consultation publique. Trois pétitions contestant l'approbation ont été déposées auprès du National Green Tribunal de l'Inde, et une action publique a été déposée devant la haute cour de l'Andhra Pradesh.

Le refroidissement et l'eau sont le lien entre ces histoires. Un campus de 2,51 GW a besoin de refroidissement à une échelle qui concurrence l'agriculture et l'eau potable dans une région que le Guardian décrit comme déjà en difficulté avec la chaleur extrême, l'eau, les terres et les pénuries d'énergie. Un test orbital de 15 minutes a besoin d'un système de refroidissement qui déverse la chaleur dans le vide. Aucun des deux n'est un problème de logiciel.

Où va la pression ensuite

Le signal immédiat de cette semaine est que la contrainte est passée des puces aux sites. Le retrait de Goodman retire un projet de 1,2 milliard de dollars australiens du pipeline plutôt que de le retarder, et l'entreprise a pointé la réglementation plutôt que le coût. La décision de turbine de Crusoe retire une source d'énergie spécifique, pas la demande d'énergie. Le satellite de Google retire entièrement la question du terrain, au coût de presque aucun calcul utilisable.

ABC News a rapporté que la NSW a introduit un programme d'accélération pour les centres de données répondant à certaines exigences, et que le Premier ministre déclare désormais que de nouvelles règles fédérales pour les centres de données seront introduites au Parlement d'ici le début de cette année. CT Group a informé ses clients le mois dernier que l'opposition locale était devenue un risque pour le développement, selon l'ABC. Jusqu'à ce que ces règles existent, la question pratique pour tout opérateur est plus simple : pouvez-vous le refroidir, pouvez-vous l'alimenter, et les voisins vous laisseront-ils le construire ?