Durante a próxima década, as exigências energéticas dos centros de dados continuarão a crescer à medida que as cargas de trabalho de IA aumentam em todo o mundo, colocando nova pressão sobre as redes eléctricas, os recursos hídricos e os custos operacionais.
Isto obriga os operadores a repensar a forma como planeiam, constroem e operam a sua infraestrutura digital, mas os operadores de centros de dados não podem otimizar para uma única restrição sem criar repercussões noutros locais.
Diretor de Serviços Globais de Sustentabilidade da Lenovo.
As decisões sobre refrigeração, localização e aquisição de hardware afetam a disponibilidade de água, a estabilidade da rede e a cadeia de abastecimento global. Os data centers estão intimamente conectados aos sistemas ao seu redor.
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Eles interagem com as redes elétricas, de onde vêm as suas fontes de energia e, o mais importante, precisam pensar cuidadosamente sobre o seu abastecimento de água. Os grandes centros de dados em hiperescala podem consumir 2,5 mil milhões de litros de água por ano, o equivalente às necessidades de aproximadamente 80.000 pessoas, de acordo com estimativas do governo do Reino Unido.
Os data centers também impactam as cadeias de abastecimento, impulsionando a demanda por equipamentos especializados, mão de obra qualificada e chips.
Para enfrentar essas pressões, os operadores de data centers devem olhar além de qualquer métrica única e gerenciar a durabilidade como um conjunto de compensações de conectividade.
Existem três áreas principais onde os operadores de data centers podem obter ganhos rápidos e mensuráveis em sustentabilidade: eficiência dos sistemas de refrigeração, maior circularidade em torno da reciclagem e reutilização e gestão da carga de trabalho.
Melhorando a eficiência do resfriamento
As restrições energéticas estão se tornando um fator limitante para o crescimento dos data centers. Cargas de trabalho de IA densas em GPU estão aumentando a densidade de potência e a demanda geral de energia.
Hoje, grande parte da energia utilizada pelos data centers não é usada para computação, mas para componentes de resfriamento, com 43% da energia usada nos data centers dos EUA indo para resfriamento, em vez de computação.
A eficiência do data center normalmente é medida usando a eficiência de uso de energia (PUE). PUE é a energia necessária para operar todo o data center, dividida pela demanda de energia do equipamento de computação interno. Em termos simples, quanto menor for o rácio PUE que conseguirmos alcançar, melhor.
O resfriamento líquido desempenha um papel importante aqui. O resfriamento líquido utiliza água para remover o calor dos componentes e dissipar o calor de forma mais eficiente do que os sistemas convencionais baseados em ar.
O resfriamento a água reduz o consumo de energia em até 40%, e alguns data centers otimizados para líquidos já atingiram níveis de PUE de 1,1, resultando em menos desperdício de energia em resfriamento e outros custos não relacionados à TI.
Como resultado, uma proporção menor da energia total é desviada da computação, tornando os data centers muito mais sustentáveis.
Design para circularidade
Hoje, apenas uma pequena fração da infraestrutura do data center é reciclada ou reutilizada no final da vida útil. Para os operadores de data centers, projetar hardware para reutilização e ciclos de vida mais longos pode fornecer resultados rápidos na redução de resíduos e emissões.
Os serviços de recuperação de ativos para data centers são projetados para gerenciar o descarte e a reciclagem ambientalmente responsáveis de hardware de TI, incluindo servidores, armazenamento e equipamentos de rede. A adoção de abordagens de economia circular pode ser um primeiro passo prático na jornada da sustentabilidade para muitas organizações.
Melhorar a reutilização e a reciclagem oferece benefícios claros e práticos, incluindo a recuperação de materiais valiosos e a redução da pressão sobre novos fabricos na indústria eletrónica. A forma como os componentes são projetados, enviados e descartados no final da vida útil tem um impacto mensurável.
Os modelos “como serviço” reduzem o excesso de oferta, alinhando a capacidade mais estreitamente com a demanda real. Os sistemas de refrigeração também podem ser afetados pela circularidade. A água quente dos atuais sistemas de resfriamento de água quente poderia ser usada para aquecer escritórios ou residências próximas para ajudar a reduzir o impacto ambiental dos data centers.
Os sistemas de resfriamento “circulares” de circuito fechado também desempenham um papel na redução do uso de água. Os sistemas de resfriamento evaporativo mais antigos utilizam mais água, especialmente em regiões mais quentes ou durante estresse hídrico. Mudar de sistemas líquidos para sistemas de circuito fechado usando trocadores de calor ar-ar pode reduzir a demanda de água do data center.
Reduza o desperdício de computação
O gerenciamento da carga de trabalho é outro fator importante que muitas vezes é esquecido. As economias de energia mais eficazes geralmente vêm da eliminação do desperdício de computação, em vez de apenas melhorar o hardware. Cada watt “gasto” no data center deve ser traduzido em resultados computacionais significativos.
A virtualização pode ajudar a reduzir a capacidade ociosa e maximizar a utilização, permitindo que vários aplicativos sejam executados no mesmo servidor.
Ao garantir que cada carga de trabalho utilize com eficiência o hardware em que é executada, a eficiência da carga de trabalho ajuda a alinhar as metas de sustentabilidade com o desempenho, aumentando a utilização e reduzindo a capacidade ociosa.
A atualização de sistemas mais antigos pode trazer benefícios significativos de sustentabilidade. Novas arquiteturas oferecem maior desempenho com menores custos de energia.
Mudar para um modelo de infraestrutura “como serviço” significa que as operadoras de data centers podem oferecer hardware atualizado sem os gastos de capital iniciais associados às atualizações tecnológicas.
Os sistemas de resfriamento de água quente também podem ajudar, permitindo que componentes como GPUs operem de forma mais consistente sob maior uso, sem limitações térmicas. Os operadores de centros de dados devem adotar gradualmente uma abordagem de “uma carga de trabalho de cada vez” para dar impulso a uma mudança sistémica mais ampla.
Colocando a sustentabilidade em ação
As exigências cada vez maiores impostas aos data centers pelas cargas de trabalho de IA significam que as operadoras precisarão se concentrar mais na sustentabilidade nos próximos anos. A infraestrutura física e as cargas de trabalho devem ser planeadas em conjunto, ligando a eficiência física, como o arrefecimento e o fornecimento de energia, à forma como as cargas de trabalho são concebidas e executadas.
A circularidade também será importante e também haverá ganhos mensuráveis com os modelos de serviço como serviço. Ao abordar cada aspecto da infraestrutura digital e a forma como esta interage com a sociedade em geral, os operadores de centros de dados podem tornar a sustentabilidade uma forma prática e operacional de planear e operar os seus centros de dados.
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