Los centros de datos tienen un problema serio. Representan ya entre el 1% y el 3% de la factura energética mundial. Por cada megavatio que utilizan, necesitan 25,5 millones de litros de agua cada año y, según un informe de Atlantic Ventures para Nutanix, y sólo en Europa y Oriente Próximo, consumen más de 90TWh, con un nivel de emisiones equivalente a unos 5,9 millones de vehículos (27 millones de toneladas de CO2e).
La aviación está inmersa en un apasionante proceso de transformación de sus combustibles y de los materiales de las aeronaves porque genera el 2% de las emisiones de CO2 (aunque las condiciones en las que lo hace incrementan su impacto negativo, ese es un factor crítico). Un día contaremos la carrera de innovación que se ha desatado en los cielos.
En plena expansión de los centros de datos, las propuestas para enfriarlos de forma sostenible están motivando soluciones imaginativas que pueden exportarse a otros sectores. No hay que olvidar que la demanda energética de los data centers se está disparando de forma incontrolada con el estallido de la inteligencia artificial.
El investigador de la Universidad de Missouri, Chanwoo Park, por ejemplo, está ideando un nuevo tipo de sistema de refrigeración de dos fases. Su propuesta consiste en disipar eficazmente el calor de los chips de los servidores mediante un cambio de fase. Puede funcionar de forma pasiva, sin consumir energía, cuando se necesita menos refrigeración. Incluso en modo activo, aunque requiere de una bomba, consume solo una cantidad insignificante de energía. No estará listo, ay, antes de una década.
Las nuevas formas de refrigeración son, en efecto, una de las líneas de trabajo para los centros de trabajo del futuro. KIO España y Siemens han diseñado un data center en Paterna (Valencia) de más de 5.000 metros cuadrados. Lo presentan como el primero de España en emplear refrigerantes 100% ecológicos, gracias a la geotermia.
Entre las propuestas más imaginativas de los últimos Data Center Awards entregados en Londres destaca la empresa WoodenDataCenter, ganadora en dos categorías: Producto medioambiental y Producto innovador. Comercializa un centro de datos modular de madera de 24 bastidores, con una eficiencia en el uso de la energía (PUE) de 1,08. Reduce significativamente el uso de acero en un 98% en comparación con los racks tradicionales.
Hafslund Oslo Celsio, proveedor de calefacción urbana de Noruega, puso en marcha el que se considera el proyecto pionero de reutilización de calor a escala urbana de Europa. En su primer año de pleno funcionamiento, ha conseguido reducir la energía necesaria para calentar los hogares de Oslo reutilizando el calor del centro de datos de Stacks Infraestructure en Oslo.
Otro de los galardonados en los Data Center Awards, CSSI Sudáfrica, ha puesto en marcha en las instalaciones del centro de datos CipherVault un avanzado sistema de captación de energía solar que ahorra 120.000 kg de CO2e al mes.
Hay formas más sofisticadas de luchar contra el calor en los centros de datos y mejorar la eficiencia energética. El propio software puede contribuir a ello. Investigadores de la Universidad de California en Santa Cruz, UC Davis, LuxiTech y la Universidad de Soochow han desarrollado una nueva forma de ejecutar modelos de lenguaje de IA más eficiente desde el punto de vista energético y, por consiguiente, en términos de rentabilidad. El truco consiste en eliminar la multiplicación de matrices del proceso.
La multiplicación de matrices (MatMul) está en el centro de la mayoría de las tareas computacionales de las redes neuronales en la actualidad, y las GPU son particularmente buenas en ello porque pueden realizar una gran cantidad de operaciones de multiplicación en paralelo. Esa capacidad convirtió precisamente a Nvidia en la empresa más valiosa del mundo.
No es la única alternativa a la forma de trabajar que ha impuesto la empresa que lidera Jen-Hsun Huang. Con rendimientos claramente inferiores a sus GPU, pero también 10 veces más baratos, la canadiense con sede en Silicon Valley Tenstorrent ha desarrollado un nuevo conjunto de chips de IA que suponen otra vía para disponer de estaciones de trabajo para desarrolladores.
Desde España, la gran apuesta de futuro es el chip fotónico programable de iPronics. Su fundador y CEO, el sabio José Capmany, sostiene que los centros de datos son el lugar ideal para comenzar a probar casos de uso porque en su interior se mueve ya más información que fuera de ellos y con su chip fotónico el ahorro en el coste de energético en transporte de datos puede ser de un 80% a un 90%.
Todo depende de la dimensión del centro de datos, el número de conexiones y el ancho de banda de los de las conexiones, pero el hecho es que iPronics ya ha iniciado contactos. Su chip está integrado ya en un producto, el Smartlight, que está utilizando ya Vodafone en fase de pruebas. Amazon Web Services es otra de las compañías que ha mostrado interés.
Tal vez el ritmo de expansión actual de los data centers no dé tiempo a que estas propuestas maduren y puedan hacerse realidad en el corto y medio plazo. Son indicativas en cualquier caso de una carrera para innovar en materiales, software, infraestructuras, chips, que convierte a los data centers en un gran polo de innovación y que garantiza que, muy probablemente, el enfoque tecnológico actual sea muy diferente al que impere en poco más de una década.