Замкнутая система охлаждения тёплой водой обещает нулевой расход воды внутри дата-центра
Экономия заканчивается у стен объекта: электростанции тратят миллиарды галлонов в сутки
Внешний водный след вдвое-втрое превышает внутреннее потребление
Газовые станции расходуют 1,17 литра воды на киловатт-час, угольные — 2,2 литра
Nvidia представила систему жидкостного охлаждения на тёплой воде, которая, по заявлению компании, устраняет практически всё водопотребление внутри дата-центра. Директор по устойчивому развитию высказался ещё определённее: «Проблема потребления воды для дата-центров в значительной степени решена».
Источник изображения — techcrunch.com
Как работает система
Инженерное решение действительно изящное. Теплоноситель подаётся в стойки при температуре 45 °C — горячо для руки, но вполне комфортно для кремния, — а выходит при 55 °C, унося значительное количество тепла.
Смысл в высокой температуре контура: при таком нагреве наружный воздух в большинстве климатических зон способен отвести тепло через пассивные радиаторы без испарительного охлаждения, а иногда и без вентиляторов. Жидкость заливается один раз и циркулирует по замкнутому контуру весь срок службы объекта. Дата-центр без чиллеров и вентиляторов заодно оказывается эффективнее и тише.
Где проведена граница
Проблема не в технологии, а в методике подсчёта. Компания фактически проводит черту по периметру объекта: всё, что внутри, учитывается, всё, что снаружи, игнорируется. На уровне объекта заявленное стопроцентное сокращение честно — новая вода на охлаждение чипов не требуется.
Но дата-центр не работает без электричества, а его выработка сама по себе водоёмкий процесс. По оценкам, внешний след — прежде всего генерация энергии и производство самих чипов — удваивает или утраивает общее водопотребление объекта. То есть решение закрывает примерно четверть-треть реальной проблемы.
Сколько воды тратят электростанции
Станции на ископаемом топливе входят в число крупнейших потребителей воды в США — 2,7 миллиарда галлонов в сутки, преимущественно на испарительное охлаждение. В пересчёте на выработку газовая станция расходует 1,17 литра воды на киловатт-час, угольная — 2,2 литра. При этом тепловая генерация обеспечивает около половины всей энергии для дата-центров.
Гидроэлектростанции, дающие порядка 10% энергии отрасли, воду напрямую не потребляют, зато испарение с поверхности водохранилищ уносит 6,8 литра на киловатт-час — больше, чем любой тепловой источник. Геотермальная энергия сильно зависит от конкретной технологии; отдельные стартапы обязуются использовать некондиционную воду, непригодную для других нужд.
Единственный реальный рычаг
Контраст с возобновляемыми источниками разительный: ветер расходует около 0,01 литра на киловатт-час, солнце — 0,03, причём с учётом производства и мойки панелей. Разница с тепловой генерацией — два порядка.
Отсюда простой вывод: водный след дата-центра определяется не системой охлаждения, а тем, чем его питают. Прогнозы, однако, неутешительны — по оценкам аналитиков, природный газ и уголь дадут более 40% новой электроэнергии, необходимой отрасли до 2030 года.
Технология при этом остаётся полезной и заслуживает внедрения: меньше оборудования, ниже энергопотребление, тише работа. Просто заявление о том, что проблема воды «в значительной степени решена», описывает лишь ту её часть, которая помещается внутрь периметра объекта, — а основная доля расхода находится за его пределами.
Как считают водный след дата-центра
Разбирая подобные заявления, полезно держать в голове две разные величины. Прямое потребление — вода, которая испаряется в градирнях самого объекта. Косвенное — вода, израсходованная при выработке потреблённой им электроэнергии и при производстве оборудования.
Индустрия традиционно отчитывается по первой цифре, потому что она измерима, находится в зоне контроля компании и выглядит лучше. Вторая величина зависит от структуры генерации в конкретном регионе и от поставщиков чипов, но именно она и составляет большую часть реального следа.
Почему производство чипов тоже требует воды
Отдельная статья расхода, о которой вспоминают редко, — сверхчистая вода на полупроводниковом производстве. Она нужна для промывки пластин между десятками технологических операций, и требования к её чистоте настолько высоки, что подготовка сама по себе энергоёмка.
Крупная фабрика потребляет объёмы, сопоставимые с небольшим городом. По мере того как ускорители для ИИ становятся сложнее и требуют большего числа слоёв обработки, растёт и эта составляющая — причём она приходится на регионы, где расположены фабрики, а не дата-центры.
Что здесь действительно ценно
Критика методики подсчёта не отменяет пользы самой технологии. Отказ от испарительного охлаждения и чиллеров снижает энергопотребление объекта, а значит — сокращает и косвенный водный след через генерацию. Кроме того, тёплый контур открывает возможность утилизации отводимого тепла: в северных странах избыточное тепло дата-центров уже направляют в системы отопления.
Для регионов с холодным климатом, включая большую часть России, такая схема выглядит особенно уместной: наружный воздух здесь способен отводить тепло значительную часть года без всякой воды, а само тепло становится не отходом, а ресурсом.
