Los centros de datos funcionan las 24 horas del día, a alta velocidad y generan un calor intenso, pero los chips de computadora reciben muchos cuidados. Algunos, de hecho, podrían describirse como si estuvieran en un spa.
“Tendremos fluido que sube y luego se ducha o gotea sobre un componente”, explica Jonathan Ballon, director ejecutivo de Iceotope, una empresa especializada en refrigeración líquida. “Algunas cosas incluso se rocían”.
En otros casos, los ingeniosos dispositivos se recuestan en baños circulantes de fluido, que elimina el calor que generan, permitiéndoles funcionar a velocidades muy altas, un proceso conocido como “overclocking”.
“Tenemos clientes que están haciendo overclocking constantemente porque no existe riesgo de quemar el servidor”, afirma el Sr. Ballon. Añade que uno de sus clientes, una cadena hotelera en Estados Unidos, planea utilizar el calor de los servidores de los hoteles para calentar las habitaciones de los huéspedes, la lavandería del hotel y la piscina.
Sin refrigeración, los centros de datos dejan de funcionar.
En noviembre, una falla en el sistema de refrigeración de un centro de datos en Estados Unidos interrumpió la tecnología de negociación financiera en CME Group, el operador de bolsa más grande del mundo. La compañía desde entonces ha implementado mayor capacidad de refrigeración para ayudar a proteger contra la repetición de este incidente.
Actualmente, la demanda de centros de datos está en auge, impulsada en parte por el crecimiento de las tecnologías de inteligencia artificial. Sin embargo, las grandes cantidades de energía y agua que consumen muchas de estas instalaciones están generando controversia.
Más de 200 grupos ambientalistas en Estados Unidos exigieron recientemente una moratoria a la construcción de nuevos centros de datos en el país. No obstante, algunas empresas de centros de datos afirman que quieren reducir su impacto.
Tienen otro incentivo. Los chips de computadora de los centros de datos son cada vez más potentes. Tanto es así que muchos en la industria consideran que los métodos de refrigeración tradicionales, como la refrigeración por aire, donde los ventiladores soplan constantemente aire sobre los componentes más calientes, ya no son suficientes para algunas operaciones.
El Sr. Ballon es consciente de la creciente controversia en torno a la construcción de centros de datos que consumen mucha energía. “Las comunidades se están oponiendo a estos proyectos”, afirma. “Requerimos significativamente menos energía y agua. No tenemos ventiladores, operamos en silencio”.
IceotopeIceotope afirma que su enfoque de refrigeración líquida, que puede enfriar múltiples componentes en un centro de datos, no solo los chips de procesamiento, podría reducir la demanda de energía relacionada con la refrigeración hasta en un 80%.
La tecnología de la compañía utiliza agua para enfriar el fluido a base de aceite que interactúa realmente con la tecnología informática. Pero el agua permanece en un circuito cerrado, por lo que no es necesario extraerla continuamente de las fuentes locales.
Pregunté si los fluidos a base de aceite en el sistema de refrigeración de la empresa se derivan de productos de combustibles fósiles y respondió que algunos lo son, aunque enfatizó que ninguno contiene PFAS, también conocidos como químicos permanentes, que son perjudiciales para la salud humana.
Algunas tecnologías de refrigeración líquida para centros de datos utilizan refrigerantes que contienen PFAS. Además, muchos refrigerantes producen gases de efecto invernadero altamente potentes, que amenazan con exacerbar el cambio climático.
Los sistemas de refrigeración de dos fases utilizan dichos refrigerantes, según Yulin Wang, exanalista senior de tecnología de IDTechEx, una empresa de investigación de mercado. El refrigerante comienza como un líquido, pero el calor de los componentes del servidor hace que se evapore en un gas, y este cambio de fase absorbe mucha energía, lo que lo convierte en una forma eficaz de enfriar las cosas.
En algunos diseños, la tecnología de los centros de datos está completamente sumergida en grandes cantidades de refrigerante que contiene PFAS. “Los vapores pueden salir del tanque”, añade el Sr. Wang. “Podría haber algunos problemas de seguridad”. En otros casos, el refrigerante se canaliza directamente a los componentes más calientes, los chips de computadora.
Algunas empresas que ofrecen refrigeración de dos fases están cambiando actualmente a refrigerantes libres de PFAS.
Yulin WangA lo largo de los años, las empresas han experimentado con enfoques muy diferentes para la refrigeración, en una carrera por encontrar la mejor manera de mantener felices a los dispositivos de los centros de datos.
Microsoft hundió famosamente un contenedor en forma de tubo lleno de servidores en el mar frente a las islas Orkney, por ejemplo. La idea era que el agua de mar escocesa fría mejorara la eficiencia de los sistemas de refrigeración por aire dentro del dispositivo.
El año pasado, Microsoft confirmó que había cerrado el proyecto. Pero la compañía aprendió mucho de él, dice Alistair Speirs, director general de infraestructura global del grupo empresarial Microsoft Azure. “Sin [operadores humanos], menos cosas salieron mal, lo que influyó en algunos de nuestros procedimientos operativos”, afirma. Los centros de datos que requieren menos intervención parecen ser más fiables.
Los resultados iniciales mostraron que el centro de datos submarino tenía una calificación de eficiencia de uso de energía, o PUE, de 1,07, lo que sugiere que era mucho más eficiente que la gran mayoría de los centros de datos terrestres. Y no requirió agua.
Pero al final, Microsoft concluyó que la economía de construir y mantener centros de datos submarinos no era muy favorable.
La compañía sigue trabajando en ideas de refrigeración líquida, incluida la microfluídica, donde pequeños canales de líquido fluyen a través de las muchas capas de un chip de silicio. “Puede pensar en un laberinto de refrigeración líquida a través del silicio a escala nanométrica”, dice el Sr. Speirs.
Los investigadores están proponiendo otras ideas.
En julio, Renkun Chen, de la Universidad de California en San Diego, y sus colegas, publicaron un artículo que detalla su idea de una tecnología de refrigeración basada en membranas porosas que podría ayudar a enfriar los chips de forma pasiva, sin necesidad de bombear activamente fluidos o soplar aire.
“Básicamente, está utilizando el calor para proporcionar la potencia de bombeo”, dice el profesor Chen. Compara esto con el proceso por el cual el agua se evapora de las hojas de los árboles, lo que induce un efecto de bombeo que atrae más agua a través del tronco de la planta y a lo largo de sus ramas para reponer las hojas. El profesor Chen dice que espera comercializar la tecnología.
Las nuevas formas de enfriar la tecnología de los centros de datos son cada vez más buscadas, dice Sasha Luccioni, líder de IA y clima en Hugging Face, una empresa de aprendizaje automático.
Esto se debe en parte a la demanda de IA, incluida la IA generativa o los modelos de lenguaje grandes (LLM), que son los sistemas que impulsan los chatbots. En investigaciones anteriores, la Dra. Luccioni ha demostrado que estas tecnologías consumen mucha energía.
“Si tiene modelos que consumen mucha energía, entonces la refrigeración debe aumentar un nivel”, afirma.
Los modelos de razonamiento, que explican su resultado en varios pasos, son aún más exigentes, añade.
Utilizan “cientos o miles de veces más energía” que los chatbots estándar que simplemente responden preguntas. La Dra. Luccioni pide una mayor transparencia a las empresas de IA con respecto a la cantidad de energía que consumen sus diversos productos.
Para el Sr. Ballon, los LLM son solo una forma de IA, y argumenta que ya han “alcanzado su límite” en términos de productividad.
