Chłodzenie centrów danych: ciepło, woda i energia jako główne ograniczenie

Dwie różne historie o centrach danych wydarzyły się w odstępie kilku dni. Oba przypadki wskazują na ten sam problem. 28 września Goodman Group poinformował, że nie będzie kontynuować projektu Mars w Lane Cove na północnym brzegu Sydney. Decyzję przekazał departamentowi planowania stanu NSW, powołując się na „zmiany w otoczeniu regulacyjnym” i opinie społeczności, jak donosi ABC News.

Dwa dni wcześniej Tom's Hardware napisał, że Google przygotowuje wystrzelenie eksperymentalnego satelity MVP. Ma on przenosić cztery jednostki Tensor Processing Unit i około 1 000 W mocy solarnej. Celem jest sprawdzenie, czy obciążenia AI mogą działać na orbicie. Układy będą w stanie pracować tylko około 15 minut, zanim trzeba je wyłączyć do chłodzenia.

Chłodzenie nie jest tu kwestią poboczną. To fizyczne ograniczenie decyduje, gdzie można zbudować centrum danych, ile energii może pobierać i czy społeczność w ogóle zaakceptuje inwestycję.

Ograniczeniem jest ciepło, nie obliczenia

W tradycyjnym centrum danych chłodzenie powietrzne działa dobrze przy umiarkowanej gęstości racków. Wprowadzenie akceleratorów AI szybko podnosi obciążenie cieplne na metr kwadratowy. Dlatego chłodzenie cieczą stało się standardem dla nowych instalacji AI. Test orbitalny Google to ekstremalna wersja tego problemu, bo w kosmosie nie ma powietrza, do którego można by oddawać ciepło. Tom's Hardware donosił, że Google opracowało system odprowadzający ciepło bezpośrednio w przestrzeń kosmiczną, ponieważ wentylatory nie działają w próżni. Drugim problemem jest promieniowanie, które może powodować błędy bitowe w układach. Tymczasowym rozwiązaniem Google jest okresowe restartowanie chipów.

Satelita będzie obsługiwał zapytania AI przez rok, choć ma pozostać na orbicie do sześciu lat przed spaleniem się przy powrocie do atmosfery. James Manyika, starszy wiceprezes ds. badań w Google, powiedział New York Times (cytowany przez Tom's Hardware), że „szczerze mówiąc, nie oczekujemy, że cokolwiek użyteczne będzie operacyjne w ciągu najbliższych lat”. Porównał ten wysiłek do programu autonomicznych samochodów Google, który był testowany „około 15 lat, zanim coś się pojawiło”.

Długoterminowy plan Google, według Tom's Hardware, to kolejno para satelitów, a ostatecznie sieciowane floty ponad 80 satelitów. Manyika szacuje, że przejście od serwera z czterema chipami do pełnego centrum danych zajmie 15 lat.

Kontrakty energetyczne się rozpadają

Na Ziemi problem chłodzenia jest nierozłączny z problemem energii. TechCrunch poinformował 25 września, że Crusoe, startup z Denver zajmujący się centrami danych AI, który niedawno pozyskał 3 900 000 000 USD, porzucił plan zakupu 29 stacjonarnych turbin gazowych od Boom Supersonic za 1 250 000 000 USD. Pierwsze dostawy miały rozpocząć się w 2027 roku.

CEO Boom, Blake Scholl, napisał na X, że firmy nie będą kontynuować partnerstwa w zakresie startu turbin. Scholl stwierdził, że Boom dostarczy około 250 MW turbin Superpower do innych lokalizacji w przyszłym roku i celuje w 1 GW w 2028 roku. Usunięta później linia w poście mówiła, że turbiny „nie są już częścią krótkoterminowej głównej mieszanki energetycznej Crusoe w Abilene itp.”. Rzecznik Crusoe, Andrew Schmitt, powiedział TechCrunch, że plany energetyczne firmy „nie uległy zmianie” i że nadal planuje używać turbin, „po prostu nie Boom”.

Pierwsze centrum danych Crusoe o mocy 1,2 gigawata w Abilene, budowane dla Oracle i OpenAI, jest zasilane z sieci, zgodnie z TechCrunch, z elektrownią gazową służącą tylko jako zapas. Firma buduje też centrum danych o mocy 900 megawatów w Abilene dla Microsoft, które będzie zasilane przez turbiny gazowe na miejscu. Ta różnica ma znaczenie dla chłodzenia: generacja na miejscu i chłodzenie cieczą są zwykle projektowane razem, ponieważ oba są skalowane wokół tego samego zakresu mocy.

Czego tak naprawdę sprzeciwia się publiczność

Sprzeciw społeczności często opisuje się jako jedno zjawisko. Materiały sugerują, że to kilka różnych rzeczy. W Pensylwanii, Tom's Hardware donosił 28 września, że NorthPoint Development chce zbudować centrum danych na 1 300 akrach w pobliżu Hazle Township w Paśmie Pocono. Firma zaoferowała czeki po 10 000 USD dla 4 500 gospodarstw domowych, jeśli obiekt zostanie zatwierdzony, obok do 120 000 000 USD przez 15 lat na usługi społeczne i lokalne. Wall Street Journal, cytowany przez Tom's Hardware, stwierdził, że niewiele mieszkańców chętnie powitałoby projekt za wypłatę. Wymienione obawy dotyczyły wartości nieruchomości, zanieczyszczenia hałasem i braku zaufania do deweloperów oraz lokalnego rządu. Rząd Hazle Township odrzucił już projekt rok temu ze względów planistycznych i wprowadził tymczasowy moratorium na budowę centrów danych.

W Australii sprzeciwy dotyczyły bliskości. Projekt Mars w Lane Cove znajdował się około 20 metrów od najbliższego domu i 160 metrów od Szkoły Publicznej w Lane Cove West, donosił ABC News. Sanaa Shah, starszy działacz Sweltering Cities, powiedziała ABC, że wycofanie się było „jasnym świadectwem dużego oporu społecznego, który kształtuje się wobec centrów danych”. Senator liberalna Sarah Henderson naciskała na Ben McGilp, dyrektora generalnego ds. rozwoju w Goodman, aby wycofał propozycję podczas pierwszego przesłuchania komisji senackiej ds. centrów danych i sztucznej inteligencji.

Ramowanie branżowe jest inne. Belinda Dennett, CEO organizacji lobbingowej Data Centre Australia, powiedziała ABC, że Australia ryzykuje utratę inwestycji w centra danych na rzecz krajów sąsiednich, powołając się na procesy zatwierdzania, problemy z łańcuchem dostaw i „kwestie społecznej licencji”.

Woda, ziemia i kwestia klimatu

Wired donosił 27 września, że zmiana klimatu rzadko jest pierwszym obawą podnoszoną przez oponentów centrów danych. Na panelu w Nowym Jorku podczas Climate Week protestujący z Extinction Rebellion NYC przerwali sesję z udziałem menedżerów technologicznych, a Molly Taft z Wired zauważyła, że sondaże pokazują, że klimat plasuje się za wodą, zużyciem energii i jego wpływem na rachunki, a także lokalnym zanieczyszczeniem powietrza i hałasem. Cully Cavness, współzałożyciel i prezes Crusoe, powiedział, że zakłada, iż większość protestujących nie mieszka w pobliżu centrum danych. Varun Sivaram z Emerald AI argumentował, że centra danych mogą stać się „dobrymi obywatelami”, pomagającymi obniżać rachunki i wprowadzającymi więcej czystej energii do sieci.

Doniesienia The Guardian z Andhra Pradesh z 26 września pokazują, jak te argumenty brzmią, gdy projekt jest wystarczająco duży. Google buduje hiperskalowe centrum danych AI w indyjskim stanie, ogłoszone publicznie jako projekt 1 GW w cenie 15 000 000 000 USD. Stanowe zgody środowiskowe, jednak, pozwalają na ponad dwukrotnie więcej: 2,51 GW, według The Guardian. To odpowiada mocy dwóch dużych reaktorów jądrowych przy pełnym obciążeniu, a przez rok stanowi ponad 30% bieżącego zużycia energii w Andhra Pradesh, stanie liczącym ponad 55 000 000 ludzi. The Guardian donosił też, że 75% indyjskiej sieci elektrycznej opiera się na węglu, a zgody wydano w dziewięć dni bez konsultacji publicznych. Trzy petycje kwestionujące zatwierdzenie zostały złożone do Narodowego Trybunału Zielonego w Indiach, a pozew publiczny wniesiono do sądu wyższego w Andhra Pradesh.

Chłodzenie i woda to łącznik między tymi historiami. Kampus 2,51 GW potrzebuje chłodzenia w skali konkurującej z rolnictwem i wodą pitną w regionie, który The Guardian opisuje jako już borykający się z ekstremalnym upałem, niedoborami wody, ziemi i energii. 15-minutowy test orbitalny potrzebuje systemu chłodzenia, który zrzuca ciepło w próżnię. Żadne z nich nie jest problemem programistycznym.

Kierunek, w którym idzie presja

Bieżący sygnał z tego tygodnia wskazuje, że ograniczenie przesunęło się z chipów na lokalizacje. Wycofanie się Goodman usuwa projekt o wartości 1 200 000 000 AUD z pipeline, a nie go opóźnia, i firma wskazała na regulacje, a nie koszty. Decyzja Crusoe o turbinach usuwa konkretne źródło energii, a nie popyt na energię. Satelita Google usuwa kwestię ziemi całkowicie, kosztem prawie żadnej użytecznej mocy obliczeniowej.

ABC News donosił, że NSW wprowadził program szybkiej ścieżki dla centrów danych spełniających określone wymagania, a Premier powiedział teraz, że nowe federalne zasady dla centrów danych zostaną przedstawione w parlamencie do początku tego roku. CT Group poinformował swoich klientów w ubiegłym miesiącu, że lokalny sprzeciw stał się ryzykiem dla rozwoju, według ABC. Dopóki te zasady nie istnieją, praktyczne pytanie dla każdego operatora jest prostsze: czy możesz to schłodzić, czy możesz to zasilić, i czy sąsiedzi pozwolą ci to zbudować.