La crescita della domanda energetica e della complessità dell’intelligenza artificiale sta imprimendo un profondo segno sull’industria dei data center e imponendo nuovi approcci per contenere i consumi energetici. Rinnovabili.it ha visitato la fabbrica di Conselve, in provincia di Padova, dove Schneider Electric fa ricerca e sviluppo e produce sistemi di raffreddamento avanzati per data center. Soluzioni in grado di affrontare la grande sfida dell’IA
(Rinnovabili.it) – A partire dal 2024 tutti i data center europei con una domanda di potenza installata pari ad almeno 500 kW, saranno obbligati a rendere pubbliche alcune informazioni: dal consumo di energia all’utilizzo della potenza, dai valori di impostazione della temperatura e all’impiego di calore di scarto, acqua e fonti rinnovabili. Lo prevede la nuova Direttiva sull’Efficienza Energetica 2023/1791/UE pubblicata il 20 settembre 2023 nella Gazzetta comunitaria. È la prima volta che le norme europee sul risparmio energetico impongono la raccolta e la pubblicazione di questi dati al settore dell’IT. E il motivo è semplice: con la crescita della digitalizzazione e di trend disruptive come l’impiego della blockchain, dei programmi di Intelligenza Artificiale (IA), dell‘Internet of Things (IoT) o del cloud computing, sta anche aumentando l’attenzione sul ruolo delle tecnologie di frontiera e delle loro infrastrutture all’interno della transizione ecologica. Perché se da un lato è innegabile che il percorso di decarbonizzazione non possa prescindere da quello di transizione digitale, lo è anche dall’alto il peso energetico dei data center e di tutte quelle strutture su cui tale transizione si basa.
L’impatto dell’I.A. sui data center
Secondo i dati della IEA, nel 2022 i data center e le reti di trasmissione dati che sostengono la digitalizzazione hanno consumato globalmente 500-700 TWh, ovvero l’2-2,8% della domanda finale globale di elettricità. Considerando anche l’energia utilizzata per il mining delle criptovalute, il dato cresce di altri 110 TWh. Si tratta di numeri contenuti considerando l’economia nel suo complesso, su cui hanno influito anche le politiche di efficienza energetica attuate negli anni passati. Ma la domanda di servizi digitali sta crescendo rapidamente con essa la necessità di elaborare volumi di dati sempre più grandi a velocità sempre più elevate.
La questione non interessa tanto i servizi delle rete dati, come lo streaming video, il cloud gaming e le applicazioni di realtà aumentata e virtuale (gli aumenti nei volumi di traffico non corrispondono a proporzionali incrementi nei consumi energetici), quanto quelli dei centri dati. Entro il 2025, questo settore è destinato ad aumentare del 50% la sua impronta elettrica, spingendo sempre più in alto il suo fabbisogno energetico.
In particolare l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico (machine learning – ML) richiederanno via via una sempre più elevata capacità di calcolo, data la grande mole dati processati. Per farlo questi sistemi sfruttano le GPU, processori server specializzati che richiedono quasi il doppio della potenza di un tipico chip. Basti pensare che già oggi addestrare un singolo modello di intelligenza artificiale generativa – la tecnologia alla base delle moderne Chatbot – può richiedere più elettricità di quanta ne consumino 300 famiglie italiane in un anno (fonte: statista.com). Il Sustainability Research Institute di Schneider ha stimato che l’intelligenza artificiale rappresenta già oggi 4,3 GW della domanda di potenza totale dei centri dati (53 GW) e che crescerà a un CAGR compreso tra il 26% e il 36% entro il 2028. Ciò si tradurrà in una capacità totale compresa tra 13,5 GW e 28 GW, con carichi di lavoro che rappresenteranno fino al 20% dell’energia totale dei data center.
Questioni che trascinano con sé altre riflessioni. Alcune di carattere ambientale, visto l’alto livello di emissioni climalteranti a cui è ancora ancorata la produzione energetica mondiale. Altre di carattere economico, dal momento che la volatilità dei prezzi dell’energia impone alle aziende strumenti di salvaguardia da futuri shock.
Schneider Electric: il raffreddamento a liquido
Come e dove intervenire in un momento in cui crisi ecologica ed energetica impongono a tutti nuovi sforzi per essere competitivi? Come possono gli operatori dei data center entrare a pieno nell’era della GenAI e abbracciare contemporaneamente un percorso di sostenibilità? A rispondere è oggi Schneider Electric, multinazionale attiva nella trasformazione digitale dell’energia e dell’automazione.
L’azienda oltre ad aver fatto del binomio digitalizzazione-elettrificazione una strategia vincente per la transizione ecologica, ha elaborato una serie di soluzioni e servizi per venire incontro alla modernizzazione delle infrastrutture IT. Un approccio integrato e completo con cui aiutare a realizzare centri dati più sostenibili, efficienti, adattati e resilienti. E con un’attenzione che va dal singolo server rack all’intero sistema edificio.
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In questo contesto un ruolo essenziale lo hanno le tecnologie di raffreddamento. Fino al 40% del fabbisogno energetico dei data center può, infatti, essere destinato esclusivamente ai sistemi di raffreddamento ed estrazione del calore. Un passaggio essenziale dal momento che temperature troppo alte possono compromettere apparecchiature informatiche viene compromesso, con danni ingenti all’intera infrastruttura.
Rinnovabili.it ha potuto visitare uno dei siti di Schneider Electric dove oggi sono prodotte tecnologie avanzate per ambienti critici: parliamo dell’impianto a Conselve, in provincia di Padova, in cui l’azienda coltiva il suo know how per il freddo di precisione. Qui si lavora su soluzioni progettate per rimanere al passo con le nuove esigenze dell’IT, l’intelligenza Artificiale compresa.
Perché è così importante? Perché l’IA e il machine learning sono destinate a cambiare le architetture dei centri di elaborazione dati sia fisicamente che energeticamente. Queste applicazioni richiedono una maggiore densità di potenza dei rack e nuove soluzioni di raffreddamento capaci di gestire gli elevati carichi termici delle GPU e delle CPU di nuova generazione. Risulta fondamentale pertanto progettare soluzioni di raffreddamento che stiano al passo con queste esigenze pur rimanendo efficienti e affidabili. Soluzioni come il raffreddamento a liquido, del diretto sul chip o del tipo immersivo.
A differenza del raffreddamento ad aria, questa tecnologia offre diversi vantaggi che la rendono ideale per applicazioni come i programmi di apprendimento automatico e l’IA generativa.
Innanzitutto i liquidi vantano una capacità molto maggiore di catturare il calore per unità di volume, soprattutto nella versione a immersione. Ciò consente di rimuovere l’energia termica in modo più efficiente e ai processori di lavorare più velocemente. Queste tecnologie sono in grado gestire facilmente densità di potenza più alte dai 20 kW/rack fino a oltre 100 kW/rack, offrendo l’opportunità di ridurre lo spazio complessivo del data center per un determinato carico IT.
Inoltre, dal momento che la tecnologia a liquido a liquido può utilizzare acqua calda (anche fino 45°C), il calore può essere espulso nell’atmosfera tramite raffreddatori a secco anziché tramite torri a raffreddamento evaporativo. In questo modo è possibile abbattere una buona parte del consumo d’acqua dei data center. Tutto ciò offre vantaggi in termini di standardizzazione ed efficienza sia nei data center regionali che nelle implementazioni edge, rendendo tali tecnologie meno dipendenti dalla localizzazione geografica.
Non solo: con il raffreddamento a liquido immersivo, tutte le ventole all’interno del server possono essere rimosse, riducendo in primis il rumore, ma anche consumi energetici e di conseguenza le emissioni “Scope 2”, ossia le emissioni indirette provenienti dalla generazione di energia elettrica acquistata dall’operatore IT.
In questo campo Schneider Electric ha messo a punto già dal 2021 speciali data center modulari EcoStruxure con raffreddamento a liquido. Progettati per essere resiliente, affidabili e modellati sulle esigenze specifiche del cliente sono già oggi pronti a rispondere alle esigenze dell’IA. Una soluzione che amplia il portafoglio di prodotti di raffreddamento e refrigerazione per migliorare la sostenibilità e l’efficienza dei data center e più in generale l’impegno della società ad aiutare il settore dell’IT a fare di efficienza energetica e decarbonizzazione due strumenti di competitività.
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Un impegno condiviso con STACK Infrastructure, una delle principali aziende del settore infrastrutture digitali e colocation a livello mondiale. Nello stesso periodo della nostra visita a Conselve, infatti, è stato annunciato che STACK ha attivato a Siziano (PV) MIL01A, il primo data center italiano con certificazione Rated4/Tier 4, progetto di eccellenza che ha visto un importante contributo da parte della multinazionale, focalizzato sull’integrazione di tecnologie ad alta efficienza e software di gestione. Schneider Electric ha fornito, infatti, i principali componenti a supporto dell’infrastruttura fisica e le soluzioni software per l’automazione del centro dati. L’impianto oggi vanta un Power Usage Effectiveness (PUE) operativo annualizzato di ~1,3 e un Water Usage Effectiveness (WUE) di ~0,8. Schneider ha contribuito con un insieme di elementi di elevata qualità come gli UPS Galaxy™ VX con batterie a ioni litio, le unità di condizionamento CRAC, i software di gestione dell’infrastruttura IT e di edificio presenti nella piattaforma EcoStruxure™ che permette di ottenere una visione e un controllo senza pari dell’ambiente operativo.
La capacità della Schneider Electric di individuare con anticipo le tendenze e le esigenze energetiche della nostra società ci ha abituato ad avere dall’azienda risposte tecnologiche avanzate e disponibili sul mercato.
E quella di rendere i data center più efficienti e sostenibili appare una delle sue attuali principali scommesse.
In collaborazione con Schneider Electric
