Los centros de datos que respaldan la inteligencia artificial (IA) consumen actualmente alrededor del 4 % de la electricidad de Estados Unidos, una cifra que podría duplicarse para finales de la década.
Los fabricantes de chips, los operadores de centros de datos y los expertos en calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) deben colaborar para impulsar avances que reduzcan el consumo de energía y mejoren la resiliencia.
Al adoptar un enfoque de «balance energético positivo», los centros de datos pueden contribuir a mejorar la eficiencia energética de toda la comunidad, por ejemplo, mediante la modernización de escuelas u hospitales locales.
Las cifras son claras. La red eléctrica tiene más de 100 años y ya está soportando una gran presión: la relocalización de la manufactura, la electrificación del transporte y las bombas de calor son algunas de las actividades que exigen más de la red. En este contexto ha surgido la tecnología más potente y prometedora de toda una generación —la inteligencia artificial (IA)—, que exige aún más energía.
Las estimaciones actuales indican que la demanda de electricidad de los centros de datos que respaldan la IA representa alrededor del 4 % del consumo eléctrico de Estados Unidos, y se prevé que se duplique para finales de la década. La situación es similar en todo el mundo, lo que lleva a algunos a pensar que nos acercamos a un precipicio. Sin embargo, quizá no sea así.
En lugar de considerar los centros de datos y la IA una amenaza o una carga para la infraestructura, podrían representar una gran oportunidad para acometer mejoras y revitalizaciones a gran escala.
Entonces, ¿cómo podemos lograr esta alternativa? Con una estrategia de tres partes, podemos liberar el inmenso potencial de la IA, fortalecer la infraestructura y apoyar a nuestras comunidades. El futuro pasa por centros de datos hiper eficientes que impulsen la eficiencia «más allá de sus límites» y añadan nueva capacidad de generación. Y ese futuro está a nuestro alcance, pues apenas hemos empezado a aprovechar el potencial para mejorar la eficiencia energética de los centros de datos. Así es como podemos cambiarlo.
Pequeños cambios, grandes resultados
La refrigeración representa al menos el 40 % del consumo energético de los centros de datos. Se espera que esa cifra aumente a medida que crezca la densidad de computación en los chips (y el calor que generan). Sin embargo, las necesidades de refrigeración de los chips son muy distintas de las de las personas.
Hasta ahora, en los centros de datos se han utilizado habitualmente sistemas de refrigeración de confort adaptados para ese fin, pero el camino a seguir son los sistemas diseñados específicamente para la refrigeración. El YVAM de Johnson Controls —un enfriador centrífugo para centros de datos— es una prueba de ello.
El YVAM está diseñado específicamente para centros de datos y consigue el mismo nivel de refrigeración con un 78 % menos de energía que un sistema convencional de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC).
Eso supone un enorme ahorro para los propietarios, los operadores y la red.
Cuando fallar no es una opción
La segunda gran oportunidad para mejorar la eficiencia consiste en hacer más dinámicas las operaciones de los centros de datos. Las aplicaciones críticas requieren funcionar las 24 horas, y los centros de datos están diseñados y construidos para operar sin fallos, incluso en condiciones de calor extremo. Pero que sea posible operar de forma fiable en las circunstancias más difíciles no significa que un centro de datos deba funcionar con esa intensidad en un día normal.
La última generación de software para edificios inteligentes, como OpenBlue de Johnson Controls, puede optimizar cada minuto del día el funcionamiento de un sistema de agua refrigerada que abastece a un centro de datos y proporcionar solo la refrigeración necesaria. Incluso en los peores «días de diseño», gracias a la optimización avanzada, los centros de datos pueden reducir entre un 5 % y un 15 % el consumo anual de energía asociado a la refrigeración.
Esta mejora incremental es importante y se suma a las mejoras que se logran con los sistemas de refrigeración diseñados específicamente para ese fin.
No se puede lograr en solitario
Por último, es importante que exista una estrecha colaboración entre los fabricantes de chips, los propietarios de centros de datos y los expertos en HVAC.
Las empresas tecnológicas están trabajando intensamente para que los chips sean cada vez más resistentes al calor. Los avances que han logrado son impresionantes: permiten que los chips funcionen de forma más fiable incluso cuando se refrigeran con agua un 42 % más caliente. Esto reduce considerablemente la energía necesaria.
También permite pasar a la tecnología de compresores con cojinetes magnéticos, aún más eficiente porque elimina la fricción de los sistemas con cojinetes lubricados con aceite. Esto permite utilizar refrigerantes con un impacto climático más de un 90 % menor, reducir la huella en más de un 40 % y lograr un funcionamiento mucho más silencioso.
Estos grandes avances en eficiencia y resiliencia se ven potenciados por un ecosistema simbiótico de proveedores de soluciones, operadores de centros de datos y fabricantes de chips. Las primeras iniciativas de colaboración demuestran los avances que podemos lograr para proteger la red y el clima mientras despega la IA.
El centro de datos con balance energético positivo
Con centros de datos hiper eficientes, ese precipicio parece alejarse minuto a minuto. Y aún podemos hacer más.
¿Por qué limitarnos a modernizar las operaciones y reducir el consumo de energía dentro de los límites de los centros de datos? Avancemos hacia una visión de «balance energético positivo» para los centros de datos: incentivemos a sus promotores a invertir en la comunidad circundante y reducir allí la demanda de energía, para liberar capacidad en la red que cubra las necesidades eléctricas adicionales de los centros. Las oportunidades son enormes.
En general, los edificios representan alrededor del 40 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. Por ejemplo, modernizar la escuela local con equipos más eficientes energéticamente podría reducir sus necesidades de energía en un 50 % o más y ahorrar millones en costes operativos a los contribuyentes. Al instalar el nuevo sistema de HVAC, también se pueden retirar la pintura con plomo y el amianto, lo que beneficia tanto a nuestros hijos como al planeta.
En el hospital local se pueden instalar sensores que no solo reduzcan drásticamente las necesidades de electricidad, sino que también detecten y eliminen los virus y las bacterias que, de otro modo, podrían provocar infecciones hospitalarias: otro beneficio.
También se pueden modernizar las oficinas gubernamentales, las instalaciones de tratamiento de aguas residuales y las universidades, creando capacidad en la red para el nuevo centro de datos del vecindario. Así, la comunidad se integra en la economía digital de vanguardia y cuenta con la mejor infraestructura y los mejores activos.
El principal incentivo para los centros de datos es que las empresas que adopten este enfoque de «balance energético positivo» tendrán prioridad para conectarse a la red y aprovechar su nueva capacidad, ya que la comunidad habrá alcanzado niveles punteros de eficiencia energética y de costes.
Eliminar los obstáculos
Hay una última medida de protección que podemos aplicar: añadir recursos de generación de energía que puedan cubrir o igualar las necesidades de electricidad restantes del centro de datos. Las opciones son numerosas y la tecnología avanza a gran velocidad.
La energía solar, eólica y geotérmica, así como las baterías, son opciones conocidas; las pilas de combustible son prometedoras y pueden formar parte de un sistema que desarrolle capacidades de captura de carbono. También avanzan los pequeños reactores nucleares modulares. La clave es agilizar los permisos para incorporar estos recursos esenciales a nuestra red a tiempo y de forma rentable.
Es posible crear una nueva infraestructura habilitadora. Podemos hacer realidad la promesa de esta increíble tecnología para sanar nuestro entorno, estimular nuestra economía y garantizar nuestra seguridad, mientras construimos el marco que permitirá prosperar a nuestras comunidades.
