Data center, energia e raffreddamento: reti sotto stress, test in orbita e una multa da 1,1 milioni

Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha annunciato questa settimana un investimento da 5,25 miliardi di dollari per migliorare la rete elettrica. Il pacchetto comprende 1,9 miliardi di dollari di fondi federali e 3,35 miliardi di dollari di cost-share funding, secondo The Register.

Il denaro sostiene 31 progetti in 26 stati e punta ad aggiungere almeno 23 gigawatt di capacità. La quota federale da 1,9 miliardi di dollari è il cuore dell'annuncio. Il programma non costruisce nuova generazione. La maggior parte dei lavori consiste nel ricondutturare o ricostruire oltre 1.500 miglia di linee di trasmissione. Prevede anche l'installazione di sensori, dispositivi di controllo del flusso di potenza e strumenti analitici su 21.000 miglia di infrastruttura di rete. Il Dipartimento dell'Energia sostiene che tutto questo migliorerà l'affidabilità e ridurrà i costi dell'elettricità per circa 100 milioni di americani. Il segretario all'Energia Chris Wright ha dichiarato che gli investimenti «permetteranno di ottenere di più dall'infrastruttura che già abbiamo, di far viaggiare più elettricità sulla rete e di garantire energia accessibile, affidabile e sicura, che alimenterà la prosperità americana per i decenni a venire».

Questa impostazione conta. Il vincolo non è solo quanta energia il paese riesce a produrre. È quanta elettricità i cavi possono trasportare e quanto in fretta il sistema riesce ad aggiungere capacità.

The Register ha riportato che all'inizio di questo mese Moody's ha avvertito che la costruzione dei data center sta superando la capacità della rete di aggiungere la potenza necessaria. Secondo le stime di Moody's, entro il 2030 i consumi elettrici dei data center statunitensi arriveranno a 426 TWh, quasi il doppio del dato 2025. Vale la pena tenere a mente quel numero quando si legge un annuncio qualunque sugli upgrade della rete. Nel frattempo gli operatori comprano energia in altri modi. The Register segnala una raffica di investimenti in piccoli reattori modulari, nella generazione geotermica e nella riattivazione di centrali nucleari vecchie. Anche i produttori di chip spingono per data center più intelligenti e connessi, capaci di restituire capacità alla rete quando serve; tra loro c'è Nvidia.

Il raffreddamento è il problema più difficile

L'energia finisce in prima pagina. Il calore è il punto in cui la fisica si fa scomoda. Project Suncatcher di Google, il tentativo di testare il calcolo AI in orbita, è l'esempio più chiaro.

Ars Technica ha riportato che il primo satellite sperimentale di Google, battezzato MVP, dovrebbe partire il 1° ottobre a bordo di un Falcon 9 di SpaceX, nell'ambito del rideshare Transporter-18. Il satellite è grande più o meno come un frigorifero e trasporta quattro acceleratori AI TPU personalizzati di Google. I pannelli solari forniscono circa un kilowatt di potenza, quanto basta all'incirca per un microonde o un asciugacapelli. Google non ha costruito il veicolo spaziale da zero. L'hardware AI all'interno è di Google, ma il satellite viene da un'azienda di immagini satellitari chiamata Planet Labs, secondo Ars Technica. Il piano originale prevedeva il lancio di due satelliti personalizzati nel 2027. Google ha voluto accelerare e ha integrato i suoi chip in un satellite che Planet Labs aveva già costruito per un test preliminare.

Il raffreddamento è il motivo per cui il test funzionerà a raffiche brevi. Ars Technica ha riportato che la soluzione di Google usa uno strato di «materiale di interfaccia termica» malleabile che collega i chip a tubi di calore in alluminio e rame. Questi portano il calore a un radiatore che lo irradia nello spazio. Anche così, il sistema può funzionare solo per raffiche di circa 15 minuti prima che le TPU debbano spegnersi per lasciar recuperare i radiatori.

Anche Tom's Hardware ha riportato il limite dei 15 minuti. Ha precisato che il satellite gestirà richieste AI per un massimo di un anno, restando in orbita fino a sei anni prima di bruciare al rientro. Le due testate non concordano su quanto a lungo opererà il carico AI, quindi le affermazioni sulla durata vanno prese con cautela. Le radiazioni sono l'altro problema. Ars Technica ha osservato che le radiazioni possono danneggiare i chip o interferire con i calcoli invertendo bit. Ha aggiunto che i chip di Google sono le stesse TPU usate nei server terrestri, non hardware appositamente irrobustito. Tom's Hardware ha riportato che, per ora, la risposta di Google è riavviare periodicamente i chip. James Manyika, senior vice president of research di Google, ha detto al New York Times: «A essere del tutto franchi, non ci aspettiamo di avere qualcosa di utilmente operativo nei prossimi anni». Ha paragonato lo sforzo alle auto senza conducente di Google, che l'azienda ha testato «per tipo 15 anni prima che saltasse fuori qualcosa».

I data center orbitali non sono una risposta di breve periodo ai limiti terrestri di energia e raffreddamento. Sono un programma di ricerca con un satellite a quattro chip e un impianto solare da un kilowatt. Google ha illustrato piani di lungo termine per flotte collegate di oltre 80 satelliti, secondo Tom's Hardware. Ma il responsabile della ricerca dell'azienda colloca la tabella di marcia in anni, non in trimestri.

Il caso da 1,1 milioni nel New Jersey

Sul terreno, il fronte dell'applicazione delle regole si fa più rumoroso. Il New Jersey ha ordinato all'operatore di uno dei più grandi data center progettati sulla costa orientale di pagare una multa da 1,1 milioni di dollari. Lo stato sostiene che l'azienda abbia installato e fatto funzionare di nascosto generatori a gas, violando il suo Air Pollution Control Act, come ha riportato Ars Technica il 24 settembre. DataOne è stata multata dopo un'inchiesta del Guardian e di Floodlight News che ad agosto aveva diffuso riprese termiche da drone. Le immagini mostravano che 45 dei 62 generatori a gas erano in funzione.

Nessuno dei generatori aveva i permessi richiesti per unità da 37 kilowatt o più, nonostante funzionassero a 1.982 kW, oltre 50 volte il limite statale, secondo Ars Technica. Il Dipartimento per la Protezione Ambientale del New Jersey ha osservato che generatori del genere emettono anidride carbonica, ossidi di azoto, monossido di carbonio e altri inquinanti legati alla combustione. Questi possono peggiorare l'asma, scatenare infarti e causare morti premature. Il commissario del DEP Ed Potosnak ha definito il provvedimento «di gran lunga il più severo mai adottato contro un data center nel New Jersey». Ha detto che i data center non sarebbero stati «costruiti o gestiti con impunità in questo stato».

Il rimedio ha dei limiti. A DataOne sono stati dati 45 giorni per richiedere i permessi o cessare l'attività, ma può continuare a far funzionare i motori a gas mentre li chiede. Nichole Gardner dell'organizzazione ambientalista locale Sustain SJ ha detto ad Ars che «lo riteniamo insufficiente, sia nell'importo della multa sia nell'applicazione». Un portavoce di DataOne ha detto al New York Times che l'azienda «richiederà i permessi per l'aria per i generatori temporanei». Il portavoce ha affermato che la società «non è d'accordo» con la multa e ha aggiunto che il sito «sta passando a celle a combustibile a basse emissioni e silenziose».

I residenti vicino al sito di Vineland, che alimenta gli strumenti AI di Microsoft tra cui Copilot, non sono rassicurati. Tiffany Leone-Vespa ha detto al NYT: «Che cosa abbiamo respirato da quando fanno funzionare questi generatori senza permessi?». Steve Brown, un altro residente di lunga data, l'ha definito un accordo del tipo «non chiedere il permesso, chiedi il perdono dopo». Il New Jersey ha più di 80 data center progettati o in costruzione. Di recente ha approvato una legge che elimina i crediti d'imposta per i data center, bloccando gli sviluppatori dall'accesso a un fondo che in precedenza offriva 250 milioni di dollari di incentivi.

Mettendo insieme le tre storie, lo schema è chiaro. I soldi per la rete sono reali ma arrivano in ritardo. L'esperimento orbitale è reale ma minuscolo. La multa nel New Jersey è reale ma, come fanno notare i residenti, piccola rispetto ai capitali in gioco. Nessuno dei tre risolve la stretta su energia e raffreddamento descritta dalle stesse proiezioni del settore.