Il raffreddamento a liquido nei data center di intelligenza artificiale

I semiconduttori, i cui componenti sono misurati in nanometri, sono la meraviglia dei moderni data center di intelligenza artificiale, ma alcune delle macchine più importanti in tali strutture sono i ventilatori. Senza aria fresca che soffia costantemente attraverso i rack di computer, i chip avanzati si surriscalderebbero. Il costo di gestione di abbastanza ventilatori e condizionatori d'aria per prevenire ciò sta spingendo i produttori di chip e gli operatori dei data center a trovare modi completamente diversi di fare le cose. Microsoft Corp. ha annunciato il suo primo importante ingresso nella produzione avanzata di chip per l'IA. Il suo nuovo chip Maia 100, destinato a competere con i prodotti di punta di Nvidia Corp., è progettato per essere collegato a una cosiddetta piastra fredda, un dispositivo metallico che viene raffreddato da un liquido che scorre sotto la sua superficie. Questa tecnica potrebbe essere un passaggio intermedio verso il raffreddamento ad immersione totale, dove interi rack di server operano all'interno di serbatoi di liquido specializzato. Tuttavia, il raffreddamento a liquido ha i suoi svantaggi. L'acqua conduce l'elettricità e può rovinare attrezzature costose, richiedendo fluidi alternativi se devono entrare in contatto diretto con i computer. Per molti grandi data center, implementare una nuova strategia di raffreddamento sarebbe un enorme progetto infrastrutturale. I requisiti di calcolo massivi dell'IA stanno cambiando l'equazione. I progressi che aumentano la capacità di un chip moltiplicano la quantità di elettricità di cui ha bisogno; più potenza utilizza, più calore genera. Il raffreddamento è il costo di infrastruttura fisica in più rapida crescita per i data center, con un tasso di crescita annuo composto del 16%, secondo un rapporto di Omdia Research del novembre 2023. Fino al 40% dell'energia totale utilizzata da un data center va al raffreddamento, dice Jennifer Huffstetler, un dirigente di sostenibilità del prodotto presso Intel Corp. Le sfide relative al raffreddamento stanno causando ad alcuni di loro di ridurre certi tipi di componenti, lasciare spazio tra i rack vuoto o ridurre la potenza dei chip costosi per impedire loro di surriscaldarsi. I chip Maia di Microsoft sono progettati per funzionare insieme a grandi raffreddatori che fanno circolare il liquido attraverso piastre fredde collegate direttamente a loro. Questo permette ai chip di funzionare nei data center standard, e Microsoft dice che inizierà a installarli nel 2024. Alla fine, la divisione cloud Azure di Microsoft spera di rendere il raffreddamento a liquido una parte molto più grande di tutte le sue operazioni di data center, secondo Mark Russinovich, il direttore tecnico di Azure. "È una tecnologia collaudata, in produzione", dice, seduto nel suo ufficio di casa. "È in produzione da molto tempo, compreso qui sotto la mia scrivania sul mio PC da gioco". Nei prossimi anni, Microsoft prevede anche di sviluppare data center che possono ospitare il raffreddamento ad immersione, dove i rack funzioneranno da bagni di raffreddamento interni. Questo sarebbe più efficiente delle piastre fredde, ma richiede anche un'ampia revisione dell'attrezzatura a ogni livello. Una questione delicata con il raffreddamento ad immersione è che tipo di liquido utilizzare. Gli esperimenti precedenti hanno utilizzato i cosiddetti prodotti chimici per sempre, sostanze polifluoroalchiliche che non si decompongono naturalmente. Le preoccupazioni per la sicurezza e le normative ambientali stanno portando alla riduzione dell'uso di questi prodotti chimici; 3M, un importante produttore, ha detto alla fine del 2022 che avrebbe smesso di produrli. Microsoft non ha detto quale liquido utilizzeranno i suoi sistemi. Shell PLC, la compagnia energetica, ha sviluppato un processo che converte il gas naturale in liquidi sintetici, e Intel ha detto che li sta testando. I piani di altri importanti produttori di chip per il raffreddamento a liquido rimangono poco chiari. Intel ha recentemente cambiato le sue politiche per permettere ai suoi clienti di costruire i loro sistemi di raffreddamento a liquido per raffreddare certi prodotti Intel senza invalidare le loro garanzie, dice Huffstetler. Un'overhaul fondamentale potrebbe essere necessario per far sì che i data center tengano il passo con i requisiti dei sistemi di IA in avanzamento. Trovare posti dove mettere le strutture sta già diventando più difficile, poiché alcune comunità si oppongono all'accettazione di un impianto energivoro che offre poche opportunità di lavoro. È possibile che il raffreddamento a liquido possa rendere l'IA un vicino migliore, diventando una fonte di acqua calda. Jon Lin di Equinix, il più grande fornitore di data center esternalizzati, è un operatore che ha già iniziato a implementare il raffreddamento a piastra fredda. Dice che l'azienda utilizzerà l'uscita dell'acqua da uno dei suoi impianti a Parigi per riscaldare le piscine durante le Olimpiadi del 2024.