La nueva tecnología evita que los chips se sobrecalienten

Trabajan 24 horas al día, 7 días a la semana a altas velocidades y se calientan mucho, pero los chips de computadora de los centros de datos reciben muchos mimos. Algunos de ellos viven básicamente en balnearios.

“Tendremos líquido que sube y (luego) baña el fondo o cae sobre un componente”, dice Jonathan Ballon, director ejecutivo de la empresa de refrigeración líquida Isotope. “Algunas cosas serán rociadas”.

En otros casos, los artilugios que trabajan duro se sumergen en un baño de líquido, que disipa el calor que generan, lo que les permite operar a velocidades muy altas, lo que se conoce como “overclocking”.

“Tenemos clientes que hacen overclocking todo el tiempo porque no hay riesgo de que el servidor se agote”, afirma Ballon. Añade que un cliente, una cadena hotelera estadounidense, planea utilizar el calor de los servidores del hotel para calentar las habitaciones, las lavanderías y las piscinas de los hoteles.

Sin refrigeración, los centros de datos colapsan.

En noviembre, una falla en el sistema de enfriamiento en un centro de datos en los EE. UU. dejó fuera de servicio la tecnología de comercio financiero en CME Group, el operador de bolsa más grande del mundo. Después de eso la empresa ha comenzado a trabajar. Capacidad de refrigeración adicional Para ayudar a proteger contra una repetición de este incidente.

Actualmente, la demanda de centros de datos está aumentando debido al auge de la tecnología de inteligencia artificial. Pero el Grandes cantidades de energía Y el agua que utilizan muchas de estas instalaciones es cada vez más controvertida.

Más de 200 grupos ecologistas Estados Unidos ha pedido recientemente una moratoria sobre los nuevos centros de datos en el país. Pero hay algunas empresas de centros de datos que dicen que quieren reducir su influencia.

Tienen otro incentivo. Los chips de computadora de los centros de datos son cada vez más potentes. Tanto es así que muchos en la industria dicen que los métodos de enfriamiento tradicionales, como el enfriamiento por aire, donde los ventiladores soplan aire continuamente sobre componentes calientes, ya no son suficientes para algunas operaciones.

El señor Ballon es consciente de ello Controversia creciente En torno a la construcción de centros de datos que consumen mucha energía. “Las comunidades están respaldando estos proyectos”, afirma. “Necesitamos mucha menos electricidad y agua. No tenemos ventiladores, trabajamos en silencio”.

Isotope dice que su enfoque de refrigeración líquida, que puede enfriar múltiples componentes en un centro de datos, no solo chips de procesamiento, puede reducir la demanda de energía relacionada con la refrigeración hasta en un 80%.

La tecnología de la empresa utiliza agua para enfriar un fluido a base de aceite que interactúa directamente con la tecnología informática. Pero el agua permanece en un circuito cerrado, por lo que no hay necesidad de extraerla constantemente de los suministros locales.

Le pregunto si los fluidos a base de petróleo en los sistemas de enfriamiento de la empresa se derivan de productos de combustibles fósiles, y dice que algunos de ellos lo son, aunque insiste en que no contienen PFAS. También conocido como químico permanente.que son perjudiciales para la salud humana.

Algunas tecnologías de refrigeración de centros de datos de base líquida utilizan refrigerantes que contienen PFAS. No sólo eso, sino que muchos refrigerantes producen gases de efecto invernadero muy potentes, que amenazan con exacerbar el cambio climático.

Los sistemas de refrigeración de dos fases utilizan este tipo de refrigerantes, afirma Yulin Wang, ex analista tecnológico senior de la firma de investigación de mercado IDTechEx. El refrigerante comienza como un líquido, pero el calor de los componentes del servidor lo evapora hasta convertirse en gas, y este cambio de fase proporciona mucha energía, lo que significa que es una forma eficiente de enfriar las cosas.

En algunos diseños, la tecnología del centro de datos está completamente inmersa en grandes cantidades de refrigerantes que contienen PFAS. “Los vapores pueden salir del tanque”, añade el Sr. Wang. “Puede haber algunos problemas de seguridad”. En otros casos, el refrigerante se canaliza directamente a los componentes más calientes, sólo los chips de la computadora.

Algunas empresas que ofrecen refrigeración en dos fases están cambiando actualmente a refrigerantes sin PFAS.

A lo largo de los años, las empresas han experimentado con varios métodos de refrigeración en una carrera por encontrar la mejor manera de mantener contentos los dispositivos del centro de datos.

microsoft es famoso Un recipiente en forma de tubo está sumergido Por ejemplo, un mar de Orcadas repleto de servidores. La idea era que el agua fría del mar escocés mejoraría la eficiencia del sistema de refrigeración por aire dentro de la máquina.

El año pasado, Microsoft confirmó que había descontinuado el proyecto. Pero la empresa ha aprendido mucho de ello, afirma Alastair Speirs, director general de infraestructura global del grupo empresarial Microsoft Azure. “Sin operadores (humanos), menos cosas salieron mal, lo que influyó en algunos de nuestros procesos operativos”, afirma. Los centros de datos con más traspaso parecen más confiables.

Los hallazgos iniciales mostraron que el centro de datos submarino tenía una calificación de efectividad en el uso de energía, o PUE, de 1,07, lo que indica que era mucho más eficiente que la mayoría de los centros de datos terrestres. Y no requirió agua.

Pero en última instancia, Microsoft concluyó que la economía de construir y mantener centros de datos submarinos no era muy favorable.

La empresa todavía está trabajando en ideas de refrigeración basada en líquidos, incluida la microfluídica, donde el líquido fluye a través de múltiples capas de un chip de silicio. “Se puede pensar en un laberinto de refrigeración líquida a través de silicio a escala nanométrica”, afirma Spiers.

Los investigadores también están proponiendo otras ideas.

En julio, Renkun Chen y sus colegas de la Universidad de California en San Diego, Un artículo publicado Detallando su idea de una tecnología de enfriamiento basada en membranas llenas de poros que podría ayudar a enfriar los chips de forma pasiva, sin la necesidad de bombear líquido o soplar aire activamente.

“Básicamente, se utiliza calor para proporcionar energía de bombeo”, dice el profesor Chen. Lo compara con el proceso de evaporación del agua de las hojas de los árboles, lo que crea un efecto de bombeo que empuja más agua hacia arriba a través del tronco y las ramas del árbol para llenar las hojas. El profesor Chen dice que espera comercializar la tecnología.

Se buscan cada vez más nuevas formas de enfriar la tecnología de los centros de datos, dice Sasha Lucioni, líder de IA y clima de la empresa de aprendizaje automático Hugging Face.

Esto se debe en parte a la demanda de IA, incluida la IA generativa o modelos de lenguaje grande (LLM), los sistemas que impulsan los chatbots. En investigaciones anterioresEl Dr. Lucioni ha demostrado que este tipo de tecnologías consumen mucha energía.

“Si tienes modelos que consumen mucha energía, la refrigeración tiene que aumentar un poco”, afirma.

modelo racionalAquellos que explican su producción en múltiples pasos tienen más demanda, añade.

Utilizan “cientos o miles de veces más energía” que los chatbots estándar que simplemente responden preguntas. El Dr. Lucioni pide más transparencia por parte de las empresas de IA sobre cuánta energía utilizan sus distintos productos.

Para Ballon, los LLM son sólo una forma de IA, y sostiene que ya han “alcanzado sus límites” en términos de productividad.