Schneider Electric: l'aria non basta più. Per raffreddare i data center bisogna puntare su nuove soluzioni

Il tema della sostenibilità è al centro del dibattito e l'UE è in prima fila nel tentativo di raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione. Un compito estremamente difficile, soprattutto perché il Vecchio Continente basa buona parte del suo mix energetico sui combustibili fossi, per lo più importati. Solamente il 32% dell'energia prodotta in Europa infatti deriva da fonti rinnovabili o da assimilate quali il nucleare. Il resto viene generato tramite petrolio, gas naturale e il carbone.

Considerato lo scenario geopolitico, non siamo in una situazione idilliaca. Non solo siamo poco "ecologici" rispetto agli obiettivi posti per i prossimi anni, ma dobbiamo anche fare i conti con un'elevatissima volatilità dei prezzi, in buona parte dovuta al conflitto in Ucraina. 

Questo ha un enorme impatto sul mondo dell'informatica, in particolare dei data center. Strutture decisamente energivore che, a causa del mix energetico basato ampiamente sulle fossili, emettono enormi quantità di energia. Per alimentare i server, ma anche per raffreddarli. Secondo le stime indicate da Schneider Electric in occasione di una visita alla fabbrica a Conselve, in provincia di Padova, dove vengono prodotti i sistemi di raffreddamento, entro il 2025 i data center a livello globale richiederanno il 50% più energia rispetto a oggi. Per due motivi: se ne continuano a costruire parecchi, e quelli nuovi richiederanno sempre più potenza di calcolo. In particolare, per i calcoli legati all'intelligenza artificiale. 

IA: un mercato da 154 miliardi di dollari

Secondo le analisi di Schneider Electric, entro il 2030 in UE edge e cloud quadruplicheranno i consumi, mentre il traffico internet incrementerà di cinque volte. Triplicherà l'economia derivante dal cloud, raggiungendo secondo Schneider i 7 miliardi di euro. Fatto che avrà anche importanti ricadute sull'occupazione. 

Uno dei fattori trainanti è l'intelligenza artificiale, che è alla base del boom della costruzione di nuovi data center. Un mercato importante e in rapidissima crescita: si prevede che generi ricavi per 154 miliardi di dollari nel 2023 (a livello globale), cifra destinata a raddoppiare entro il 2026. Un dato positivo per l'economia e l'occupazione, meno per l'ambiente: l'IA richiede processori più potenti e, di conseguenza, energivori. E l'efficienza di queste architetture non migliora così rapidamente.

Come trovare un punto di equilibrio fra la necessità di decarbonizzare e l'esigenza di potenziare le infrastrutture cloud, in particolare quelle che elaboreranno dati per l'IA? La sfida è complessa, e l'elevata volatilità dei prezzi dell'energia che stiamo vivendo non aiuta. Secondo Schneider la situazione non è irrisolvibile, anzi: rappresenta un'opportunità per l'UE. Ma bisogna ripensare i data center per renderli molto più efficienti di quelli attuali. Migliorando gli edifici che li ospitano dal punto di vista energetico, puntando a una maggiore efficienza dei server al loro interno e inevitabilmente alimentandoli tramite fonti rinnovabili. E, soprattutto, raffreddandoli a liquido. 

È l'ora del raffreddamento a liquido per i data center

Secondo Schneider, è venuta l'era del raffreddamento a liquido dei data center. Se ne parla da anni, è vero, e già alcune di queste strutture ospitano server raffreddati in questa maniera, ma per la multinazionale bisogna ripensare radicalmente l'intero sistema di raffreddamento. Non limitandosi ai soli server, ma all'intera infrastruttura. Viene spontanea una domanda: ha senso buttare giù e rifare un data center per poterlo raffreddare con sistemi più innovativi? Questi lavori hanno un impatto enorme in termini di emissioni di CO2: siamo sicuri che i minori consumi energetici valgano questo investimento? "Non c'è una regola unica", spiega Maurizio Frizziero, Director Cooling Innovation & Strategy di Schneider Electric. "Dipende moltissimo da cosa c'è all'interno del data center. Il cambio tecnologico dipende innanzitutto dal tipo di server che utilizza". Frizziero ci spiega che a spingere verso l'alto i consumi sono in particolare il cloud e l'intelligenza artificiale, con quest'ultima che si basa a oggi su processori molto energivori, capaci di dissipare notevoli quantità di corrente. Se a oggi riusciamo a gestirli, magari non al massimo dell'efficienza, con sistemi ad aria, più avanti non sarà più possibile. "Il Liquid cooling a un certo punto te lo imporranno [le necessità]".

Frizziero sottolinea anche come a oggi molte soluzioni di questo tipo sono quasi artigianali: efficaci, ma non ingegnerizzate per la costruzione in larga scala. In pratica, chi mette in piedi questi data center si trova a doversi ingegnare per procurarsi le componenti necessarie per raffreddare questi sistemi a liquido. 

Secondo Frizziero, a guidare il cambiamento di paradigma sui data center saranno i clienti stessi. Sia chi utilizza i data center, sia chi li costruisce. Un colocator che gestisce differenti clienti nella stessa infrastruttura fisica, probabilmente non avrà a breve la necessità di prestazioni di raffreddamento tanto elevate da dover andare oltre i sistemi ad aria. Ma i costi energetici potrebbero salire così tanto da rendere questo approccio sensato. I data center dedicati agli hyperscaler, che stanno adottando in massa l'IA e costruendo di continuo nuove infrastrutture a livello globale, potrebbero essere i pionieri di questa rivoluzione. 

Va anche sottolineato un aspetto importante: sotto il profilo normativo, a oggi quasi solo l'UE (in compagnia della California e pochi altri Paesi) sta mettendo in piedi norme sempre più stringenti sulle emissioni. E non è detto che da sola questa spinta sia sufficiente a stravolgere l'approccio dei produttori in altre aree geografiche. E anche vero che se mancherà la spinta normativa, prima o poi saranno le necessità tecniche legati ai progressi dell'IA a imporre nuovi sistemi di raffreddamento. 

I segreti del datacenter MIL01A di STACK

A Siziano, in provincia di Pavia, sorge uno dei data center di STACK, sviluppati in collaborazione con Schneider Electric. Queste infrastrutture sono caratterizzate da un'elevatissima attenzione alla sostenibilità. Sono di conseguenza alimentate al 100% da energie rinnovabili e utilizzano UPS ad alta efficienza (Schneider Electric Galaxy VX con batterie Li-Ion), unità di condizionamento di tipo CRAC (computer room air conditioning) e tecnologie di raffreddamento personalizzate per raccogliere l'acqua piovana, riducendo la dipendenza dalle forniture idriche pubbliche minimizzando il consumo di risorse.

Questi accorgimenti hanno consentito a questo data center di ottenere un Power Usage Effectiveness (PUE) operativo annualizzato di ~1,3 e un Water Usage Effectiveness (WUE) di ~0,8, rispettando le linee guida termiche di ASHRAE TC9.9.