Даже если среднегодовое потребление чистой воды дата-центрами США будет относительно скромным, в самые жаркие дни оно окажется огромным. Для модернизации американской системы водоснабжения в соответствии с запросами в такие периоды потребуются миллиардные инвестиции, сообщает The Register.

Исследование на соответствующую тему провели учёные Калифорнийского университета в Риверсайде. Результаты показали, что вода эффективно охлаждает ИИ-оборудование, но растущий спрос на неё приведёт к огромным расходам этого ресурса в отдельные дни — и современные системы водоснабжения не способны удовлетворить потребности, особенно в жаркую погоду.

Без внедрения новых технологий к 2030 году дополнительно может потребоваться 2,6–5,49 млн м³ воды в дни пикового спроса. Для сравнения: Нью-Йорк за сутки потребляет около 3,8 млн м³. Даже при самых оптимистичных сценариях внедрения новых технологий, сокращающих водопотребление ЦОД, новые мощности могут тратить половину объёма водоснабжения Нью-Йорка в течение значительной части года.

В исследовании подчеркнули, что охлаждение ЦОД обычно происходит в два этапа. Во-первых, охлаждение на уровне серверов, когда тепло передаётся в промежуточный теплообменник на уровне объекта с помощью воздушного или жидкостного охлаждения (замкнутого контура). В обоих случаях вода обычно не расходуется.

Второй этап — охлаждение на уровне объекта. Тепло передаётся во внешнюю среду, при этом не исключено потребление воды, в том числе в градирнях, функционирующих за счёт испарения. Используются и другие системы охлаждения. При этом крупный комплекс ЦОД с испарительным охлаждением использует тысячи кубометров воды ежедневно, особенно в самые жаркие дни года. Впрочем, часть воды может «возвращаться» в систему охлаждения. Тем не менее объёмы питьевой воды, забираемые ЦОД, становятся недоступны другим пользователям, поэтому с проблемами столкнутся уже другие потребители.

Согласно отчёту, в США около 50 тыс. коммунальных систем водоснабжения. Из них около 40 тыс. — небольшие, обслуживающие не более 3,3 тыс. человек; около 9 тыс. — среднего размера; и лишь 708 — крупные, обслуживающие более 100 тыс. человек. Практически все ЦОД гиперскейлеров снабжаются водой из централизованных систем, и лишь немногие организовали снабжение из частных подземных источников.

По расчётам учёных, в зависимости от климата и особенностей систем охлаждения IT-нагрузка в 100 МВт требует 1892–9463 м³ воды в день. При этом по всей Америке планируется развёртывание дата-центров гигаваттного масштаба. С учётом резерва надёжности многим публичным системам водоснабжения будет сложно обеспечить потребности даже 100-МВт кампусов, не говоря об объектах гигантского масштаба.

Фактически, по данным учёных, многие проекты ЦОД требовали существенной модернизации местной инфраструктуры водоснабжения даже тогда, когда пиковый спрос на воду составлял около 378 м³ в сутки. В целом исследователи пришли к выводу, что американским ЦОД потребуется дополнительно от 2,3 до 5,5 млн м³ воды ежесуточно. На модернизацию понадобится около $58 млрд — объёмы сопоставимы с суточным водопотреблением Нью-Йорка.

Операторам дата-центров рекомендуется обнародовать информацию о пиковом потреблении воды, а не только средние показатели за год. Кроме того, они могли бы взаимодействовать с местными сообществами для финансирования модернизации локальной инфраструктуры водоснабжения, а также наладить контакты с коммунальными предприятиями, корректируя методы охлаждения. Например, при перегрузке электросетей можно было бы использовать водяное охлаждение, а при перегрузке системы водоснабжения — драйкулеры. Правда, можно предположить, что основная проблема возникнет именно в жаркие дни, когда обе системы будут использоваться по максимуму.

Основная проблема с водопотреблением дата-центров в том, что для охлаждения требуется чистая питьевая вода, которой не всегда хватает. При этом испарительно охлаждение наиболее эффективно как раз в засушливых местах. Эксперты предлагают операторам дата-центров вкладывать средства в опреснительные установки, водопроводы, локальные очистные сооружения и другие решения. По некоторым расчётам, опреснение и транспортировка воды с морского побережья пока эффективнее, чем отказ от испарительных систем — даже с доставкой не по трубопроводам, а в цистернах. Впрочем, Microsoft готовит дата-центры с почти нулевым расходом воды, а ранее экспериментировала со сбором дождевой. AWS обещала перевести ещё 100 дата-центров на использование очищенных сточных вод для охлаждения.

Источник:

• The Register