Наступившее лето обещает быть чрезвычайно жарким, похожим на прошлогоднее, когда среднемировая температура достигла исторического максимума. Жара и засухи вынуждают индустрию и власти принимать трудные решения на фоне растущего расширения ЦОД, сообщил директор по продуктам Ampere Computing Джефф Виттич (Jeff Wittich).

Согласно прогнозу AccuWeather на 2026 год, счета за электричество могут взлететь текущим летом из-за вероятной повсеместной жары по всей территории США. По оценкам отвечающей за надёжность электроснабжения в стране North American Electric Reliability Corporation, летний пиковый спрос на энергию вырастет на 224 ГВт за следующие 10 лет. Это более чем на 69 % выше прогноза 2024 года и на 24 % — пикового спроса 2025-го.

В первую очередь ожидаемый рост спроса обусловлен потреблением электричества новыми ЦОД. В 2023 году в США дата-центры потребляли 4,4 % всей электроэнергии, а к 2028 году будут потреблять 12 %. Из-за роста спроса на электричество многим странам пришлось ужесточить правила для снижения нагрузки на энергосистемы и население. Во многом проблема в том, что энергосистемы не справляются с колебаниями энергопотребления в связи с экстремальной погодой. В июле прошлого года сообщалось, что аномальная жара привела к сбоям в лондонских дата-центрах Google и Oracle. Более того, согласно исследованию Rest of World, около 80 % всех дата-центров в мире построены в не особенно подходящих для них климатических условиях.

Так, в 2025 году в США было внесено более 200 законопроектов, направленных на регулирование работы ЦОД, и по меньшей мере в 18 штатах предложены специальные тарифы для крупных потребителей электричества, а в Мэне предпринята пока не увенчавшаяся успехом попытка вовсе запретить строительство новых ЦОД. В некоторых законопроектах от желающих строить ЦОД требуют инвестиций в модернизацию инфраструктуры и обеспечение преимуществ для рядовых потребителей энергии.

Источник изображения: Ant Rozetsky/unsplash.com

В 2025 году в Амстердаме продлили мораторий на строительство новых ЦОД и расширение в столичном муниципалитете уже действующих. Приоритет отдан жилью, а новые дата-центры появятся не раньше 2030 года. Во Франкфурте на ЦОД приходится до 40 % от всего потребления городской агломерации, что создаёт непосильную нагрузку местной энергосистеме. В некоторых районах введены временные моратории на подключение новых «индустриальных» объектов, строительство новых не ожидают до II квартала 2027 года.

В условиях развития ИИ-проектов дефицит ресурсов будет всё ощутимее. Поддержать этот рост без ущерба окружающей среде можно, повысив эффективность вычислений каждого отдельного ЦОД. Это позволит строить меньше дата-центров для удовлетворения спроса на вычисления или уменьшать их сами по себе, чтобы снизить энергопотребление. Кроме того, потребуется модернизация систем охлаждения. Пока же бум ИИ подталкивает отрасль к экстенсивному развитию, тогда как необходимо максимизировать реальную производительность не только на уровне чипов, но и на остальных уровнях тоже.

Для этого необходимы более энергоэффективные чипы, чем сейчас. Виттич подчёркивает, что мощные ИИ-ускорители на основе GPU стоит использовать только там, где это действительно необходимо. Если для обучения и масштабного инференса без них не обойтись, то для многих других задач они избыточны. Оптимизируя вычисления для каждой задачи, следует использовать энергоёмкую инфраструктуру только там, где это действительно необходимо.

Источник изображения: Peter Herrmann/unsplash.com

Более эффективные системы охлаждения необходимо использовать независимо от снижения энергопотребления. При этом рекомендуется сочетать разные варианты охлаждения. Например, жидкостное всё чаще используется с энергоёмким ИИ-оборудованием. К сожалению для операторов ЦОД, модернизация систем охлаждения требует серьёзного изменения инфраструктуры, а на старых объектах модернизация сложна и дорога или вовсе невозможна. В существующих ЦОД нередко выгоднее использовать маломощные чипы с воздушным охлаждениями, размещая новые компоненты только там, где они действительно нужны.

Фактически это означает переосмысление вычислительных архитектур для получения максимальной производительности на ватт за счёт использования современных чипов. Кроме того, придётся перераспределить рабочие нагрузки и проектировать системы, в которых производительность соответствует требованиям к допустимому тепловыделению и энергосбережению. В конечном итоге, чем больше вычислительных возможностей можно «извлечь» из каждого Вт и м², тем меньше ЦОД нужно будет строить в будущем. Чем меньше ЦОД придётся строить, тем ниже нагрузка на водные и энергетические ресурсы в конкретных локациях.

По словам представителя Ampere, для удовлетворения растущих энергетических потребностей потребуется не просто расширять инфраструктуру, но и оптимизировать её, начиная с вычислительных мощностей. И хотя Виттич прямо об этом не говорит, Ampere видит себя как раз-таки поставщиком энергоэффективных чипов, в том числе CPU для инференса. Однако на практике компания задержала выпуск AmpereOne M, была продана SoftBank и рискует лишиться одного из крупнейших заказчиков в лице Oracle, которая весьма заинтересована в NVIDIA Vera. Ей же приходится конкурировать с собственными Arm-процессорами AWS, Google, Microsoft и Alibaba, а также теперь уже и с самой Arm, Fujitsu и Qualcomm.

На рынке ИИ-инфраструктуры наметилась новая тенденция. Производитель систем охлаждения Modine заключил соглашение с неназванным стратегическим партнёром на сумму $4 млрд, причём на годы вперёд, сообщает Datacenter Knowledge.

Контракт предусматривает поставки до 2029 года систем охлаждения Airedale для ЦОД и авансовый платёж в размере $165 млн, который пойдёт на расширение производства Modine. Клиенту гарантируется выделение части мощностей под его потребности в 2027–2029 гг. При этом имя заказчика не раскрывается, равно как и тип класс охлаждения, жидкостное или воздушное.

Данные косвенно свидетельствуют о том, как меняется подход к строительству ИИ ЦОД. Если раньше системы охлаждения закупали в обычном для инженерного оборудования режиме на этапе строительства, то теперь рост плотности кластеров ИИ-вычислителей и увеличение тепловых нагрузок превращает системы охлаждения в чрезвычайно дефицитный ресурс. Крупные операторы ИИ ЦОД всё чаще резервируют производственные мощности партнёров заранее, предпочитая разовым покупкам фактическое финансирование расширения заводов и заключение соглашений на долгие годы.

По словам отраслевых экспертов, охлаждение приобрело критическую важность наряду с доступом к энергии, трансформаторами, коммутаторами, земельными участками, ВОЛС и ИИ-ускорителями. Наличие систем охлаждения уже определяет сроки запуска ИИ-кампусов. Отрасль всё больше напоминает рынок полупроводников, где основные мощности тоже давно распределены заранее, поскольку покупатели стремятся свести к минимуму риски дефицита оборудования и задержек поставок.

Источник изображения: Modine

Хотя основное внимание всё ещё уделяется доступности электричества, крупные ИИ ЦОД зависят и от поставок других компонентов с довольно длительными сроками производства, включая чиллеры, насосы, теплообменники, CDU, генераторы, трансформаторы и сетевое оборудование. Многие цепочки поставок соответствующих компонентов уже испытывают значительные нагрузки из-за массового строительства ИИ ЦОД.

В 2025 году Schneider Electric объявила о заключении соглашений в интересах операторов ЦОД США почти на $2,3 млрд, включая сделку со Switch на $1,9 млрд, предусматривающую поставки энергетических модулей и систем охлаждения. Отдельно было заключено соглашение в Digital Realty о поставках ИБП и распределительного оборудования.

По словам экспертов, подобное «авансовое» финансирование расширения производства превращается в новую норму. Вместо того, чтобы ожидать, пока поставщики компонентов и оборудования сами нарастят производственные мощности, клиенты готовы инвестировать в заводы напрямую. В обмен они рассчитывают на гарантированные поставки именно им. Это позволяет минимизировать задержки поставок и лучше контролировать сроки развёртывания инфраструктуры.

Как считают эксперты, по мере роста количества гигаваттных кампусов, закупка оборудования для них всё больше становится похожей на промышленное планирование использования ресурсов. Наиболее дефицитными становятся уже не только сами ЦОД, а доступ к производственным мощностям. При этом системы охлаждения для ЦОД чрезвычайно важны. Например, в марте сообщалось, что в жаркие дни ИИ ЦОД США способны потреблять воды как весь Нью-Йорк за день.

Компания Dell Technologies объявила о масштабном обновлении платформы AI Factory with NVIDIA, призванном помочь предприятиям перейти от планирования к практическому применению ИИ. Платформа отличается модульной архитектурой данных для ИИ, где их преобразование, обработка и хранение работают вместе как специально разработанный стек.

Компания отметила, что AI Factory используют более 5 тыс. клиентов по всему миру, и обновлённая версия платформы обеспечит более интегрированный подход к управлению данными и инфраструктурой, что позволит сократить время, необходимое для развёртывания решений ИИ.

Одним из ключевых анонсов мероприятия стала презентация Dell Deskside Agentic AI. Это новое предложение, которое объединяет рабочие станции Dell, эталонный программный стек NemoClaw от NVIDIA и среду выполнения OpenShell, позволяя предприятиям создавать, запускать и управлять автономными агентами на системах, хранящих данные локально или на периферии сети, а не полагаться исключительно на облачную инфраструктуру.

Dell позиционирует это предложение как решение для контроля затрат, снижения задержки и суверенитета данных, особенно для разработки ПО, исследований и регулируемых сред. Локальный подход разработан для таких секторов, как разработка ПО, академические исследования и регулируемые отрасли, позволяя этим группам хранить данные внутри компании и преобразовывать переменные расходы на облачные сервисы в предсказуемые инвестиции в инфраструктуру. Dell заявила, что этот подход позволит достичь паритета затрат с публичными облаками в течение трёх месяцев.

Источник изображений: Dell

Dell также интегрирует NVIDIA OpenShell во все продукты портфеля Dell AI Factory, чтобы обеспечить «безопасную песочницу для запуска, создания, тестирования и тонкой настройки агентов» локально. Это обеспечивает Dell единый уровень среды выполнения и политик, охватывающий все уровни — от настольных рабочих станций до серверов Dell PowerEdge XE, с поддержкой Ubuntu и Red Hat AI. Dell также продвигает эталонную архитектуру Dell-NVIDIA AI-Q 2.0, работающую на базе Dell AI Data Platform with NVIDIA, как готовую к продуктовому развёртыванию основу для многоагентных рабочих процессов в таких секторах, как финансовые услуги, производство и госсектор, где требуется более жёсткий контроль над данными и операциями.

Dell объявила о ряде улучшений платформы Dell AI Data Platform. В ней были расширены возможности механизма оркестрации данных Dell AI Data Platform путём глубокой интеграции MetadataIQ со всем портфелем хранилищ Dell, начиная с PowerScale — файлового механизма в рамках Dell AI Data Platform with NVIDIA — и расширяя его на другие платформы в будущем.

Уровень оркестрации теперь поддерживает индексирование миллиардов неструктурированных файлов и их привязку к управляемым конвейерам обработки данных. Благодаря партнёрству со Starburst и NVIDIA платформа предлагает аналитику SQL с ускорением на GPU через улучшенный Dell Data Analytics Engine, до шести раз быстрее на оборудовании NVIDIA Blackwell и с будущей поддержкой NVIDIA Vera. Это позволяет ускорить получение данных как для традиционной аналитики, так и для ресурсоёмких приложений ИИ с использованием агентов.

Возможности хранения данных были расширены с помощью новой системы ObjectScale X7700, которая обеспечивает на 45 % большую ёмкость, чем предыдущее поколение, с гибким масштабированием вычислительных ресурсов и хранилища. В будущем появится поддержка флеш-накопителей объёмом 245 Тбайт, что более чем втрое увеличит плотность хранения. Благодаря интеграции с NVIDIA Omniverse корпоративные хранилища данных могут быть напрямую связаны с цифровыми двойниками и физическими рабочими процессами ИИ.

По мере роста объёма данных для ИИ, объектное хранилище становится логичным местом для обучающих данных, контрольных точек и долгосрочных баз знаний. Dell ObjectScale — объектный движок в рамках Dell AI Data Platform с NVIDIA — создан для выполнения этой роли, обладая высокопроизводительной архитектурой облачного масштаба и, по словам компании, лучшей в отрасли киберустойчивостью. Dell ObjectScale на серверах PowerEdge R7725xd также получил сертификацию NVIDIA Foundation, что означает его пригодность для высокоскоростного доступа к данным в средах с большим количеством GPU.

Dell также расширила перечень инфраструктурных решений, запустив PowerRack, готовую систему стоечного масштаба, которая объединяет вычислительные ресурсы, сети, хранилище данных, охлаждение и управление в предварительно спроектированные блоки для развёртывания систем ИИ и HPC. Сообщается, что система может быть полностью настроена и введена в эксплуатацию в течение 6,5 ч. после доставки.

Как отметил ресурс Techzine, это не новая концепция, поскольку Dell поставляла комплексные решения и раньше, но компания расширяет возможности PowerRack по трём направлениям. Сетевой вариант обеспечивает коммутационную способность 800 Тбит/с благодаря восьми новым коммутаторам PowerSwitch SN6600 на стойку. Это в первую очередь предназначено для так называемого трафика east-west, поддерживающего рабочие нагрузки ИИ-инференса. Dell также интегрирует PowerFlex (решение «4-в-1») в свою архитектуру хранения данных Exascale, обеспечивая поддержку блочного, файлового и объектного хранения в стоечном исполнении через PowerFlex, PowerScale, Lightning File System и ObjectScale для нагрузок ИИ, HPC и ресурсоёмких корпоративных рабочих нагрузок.

Dell также представила Pro Precision 7 R1 — стоечную рабочую станцию высотой 1U с ускорителями NVIDIA RTX PRO Blackwell Max-Q Workstation Edition и объёмом хранилища до 64 Тбайт. Обновлённые версии Dell Integrated Rack Controller и OpenManage Enterprise расширяют возможности на уровне стойки. В то же время новый PowerCool CDU C7000 разработан для отвода тепла от платформ NVIDIA следующего поколения в компактном стоечном форм-факторе. Это первый CDU для установки в стойку, отвечающий потребностям в охлаждении платформы NVIDIA Vera Rubin NVL72 в компактном форм-факторе 4U (19″) и расширяющий возможности охлаждения Dell и поддержку использования горячей воды с температурой до +40 °C.

Сообщается, что Dell PowerRack для вычислительных систем уже доступна, PowerRack для сетей будет доступна в сентябре 2026 года, а для хранилищ — во II половине 2026 года. Также уже доступны решение Dell Deskside Agentic AI, поддержка NVIDIA OpenShell, NVIDIA AI-Q 2.0 для Dell AI Factory и эталонная архитектура Dell-NVIDIA AI-Q 2.0. В свою очередь, Dell Pro Precision 7 R1 будет доступна в июле 2026 года, Data Orchestration Engine с MetadataIQ — во II квартале 2026 года, CDU — в III квартале 2026 года, а Data Analytics Engine with Starburst — в I квартале 2027 года.

Американские исследователи из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне (UIUC) разработали новую технологию изготовления полностью медных охлаждающих пластин для СЖО в дата-центрах. Предложенное решение, как утверждается, способно значительно повысить энергоэффективность серверов.

Авторы проекта отмечают, что производители компонентов для СЖО зачастую отдают приоритет стоимости изготовления водоблоков, а не их производительности. В частности, многие компании отказываются от применения меди в пользу различных алюминиевых сплавов, с которыми проще работать. Однако такие материалы обладает более низкой теплопроводностью, из-за чего ухудшается эффективность охлаждения. При этом конструкция самих охлаждающих пластин предполагает наличие рёбер простой формы — прямоугольных параллелепипедов, конусов или цилиндров.

Источник изображения: cell.com

Исследователи применили иной подход. Они использовали метод топологической оптимизации для проектирования рёбер сложной формы. В качестве базового варианта была взята традиционная конструкция, которая затем изменялась на основе математических алгоритмов. Для каждой итерации оценивались такие ключевые показатели, как охлаждающая способность и количество энергии, необходимое для прокачки жидкости мимо рёбер. В результате была выбрана конфигурация с заостренными вершинами и зазубренными краями.

Источник изображения: cell.com

Утверждается, что оптимизированный водоблок по сравнению с традиционными аналогами (с рёбрами в виде параллелепипедов) позволяет повысить эффективность охлаждения на 32 %. По оценкам, для СЖО с такими пластинами потребуется всего 1,1 % энергии, которую потребляет дата-центр в целом. Для сравнения, в случае воздушного охлаждения этот показатель может достигать 30 %, а в случае других СЖО — 5–15 %.

Однако для изготовления новых пластин обычные производственные методы не подходят из-за сложной конфигурации рёбер. Поэтому участники проекта обратились к компании Fabric8Labs для электрохимического аддитивного производства (ECAM) — метода 3D-печати металлом. Данный подход позволяет изготавливать детали из чистой меди с очень высокой точностью — до 30–50 мкм, что меньше толщины человеческого волоса. О возможных сроках коммерциализации предложенного решения ничего не сообщается. При этом сама Fabric8Labs пару лет назад предложила похожий водоблок, но с гироидными структурами. А Microsoft и Corintis предлагают вообще отказаться от традиционных водоблоков и формировать каналы для охлаждающей жидкости непосредственно на поверхности чипов.

Индийский стартап Uravu предложил систему, в которой соль является ключевым ингредиентом, способствующим эффективному охлаждению серверных стоек. Более того, метод позволяет получать воду непосредственно из тёплого воздуха, проходящего через системы охлаждения ЦОД, сообщает Datacenter Dynamics.

Основанный в 2012 году стартап Uravu предложил добавить в контур охлаждения влагопоглотитель на основе солёной воды — благодаря этому можно будет извлекать воду из «отработанного» тёплого воздуха. Потом её можно повторно использовать для охлаждения оборудования, а излишки воды можно даже продавать. Разработчики явно вдохновлялись решениями с пустынной планеты Татуин, показанной во франшизе «Звёздные войны» — там вода тоже добывалась непосредственно из воздуха. Поэтому и свою установку они назвали Tatooine.

Tatooine использует низкотемпературное (+35–65 °C) избыточное тепло, отдаваемое системами охлаждения. Модуль-абсорбент (поглотитель) забирает тёплый воздух, из части которого извлекается вода. Другая часть вступает в контакт с поглотителем на основе солёной воды, участвуя в процессах тепло- и массообмена. После солевой раствор передаётся в десорбер, где выделяет влагу в виде пара при помощи вакуумного насоса. Сконденсированная вода имеет на выход температуру +27–32 °C, что соответствует верхней границе рекомендаций ASHRAE. Гиперскейлеры допускают работу серверов и при таких температурах.

Источник изображения: Uravu

Абсорбент Uravu начинает отбирать избыточное тепло при разнице с температурой окружающей среды в +4 °C. По оценке самой компании, Tatooine во многих сценариях позволят вообще не использовать традиционные чиллеры или драйкулеры, а на 1 МВт мощности ЦОД система способна отдавать до 30 м³/сут. чистой дистиллированной воды. Показатель может колебаться в зависимости от условий окружающей среды и уровня влажности, но как минимум 5 м³/сут. готовой для питья или других нужд воды она будет давать.

Использование отработанного тепла позволяет улучшить показатели энергетической эффективности (PUE) и эффективности использования воды (WUE) дата-центров. Последний и вовсе достигает отрицательных значений — вода не просто восстанавливается, а извлекается в избытке, поэтому её можно продавать близлежащим потребителям. Уже сегодня Uravu имеет партнёрские соглашения с предприятиями других секторов, поставляя им «воду из воздуха». В частности, одна из её систем используется для производства бутилированной воды в Бангалоре, хотя и в скромных объёмах (всё те же 5 м³ /сут.).

Компания начала взаимодействовать с участниками OCP и разработала 125-кВт демо-систему, подходящую для небольших и пилотных проектов. Следующая цель — блок на 1 МВт, с прицелом на создание модульного решения и стандартизацию производства. Разработка начнётся в 2026 году, условия проекта согласованы с неким «крупным провайдером». Также ведутся переговоры с пятью другими компаниями, занимающимися цифровой инфраструктурой. От венчурных фондов Uravu привлекла $4,7 млн и намерена инициировать раунд финансирования серии A до конца текущего года.

Источник изображения: Uravu

Это не первые решения, использующие тепло ЦОД и сопутствующую воду. Так, в 2025 году появилась новость, что AirJoule разработала технологию «превращения» тепла дата-центров в дистиллированную воду, а в Нью-Йоркском университете (NYU) разработали необычную систему охлаждения на основе минералов. Благодаря им выделяемое на заводах тепло можно использовать для охлаждения дата-центров.

Дефицит воды является большой проблемой для многих стран. В Индии проживают 18 % населения Земли, но на неё приходится лишь 4 % мировых водных ресурсов. По оценкам Всемирного банка, 600 млн жителей страны живут в районах, где воды не хватает, а, тем временем, потребление воды в стране к 2030 году может удвоиться, что только усугубит проблему. При этом ЦОД участвуют в конкуренции за воду наравне с людьми.

Крупнейший в мире проект по строительству кампуса ИИ ЦОД Project Matador (HyperGrid), поддерживаемый союзниками Трампа и формально носящий его имя (The President Donald J. Trump Advanced Energy and Intelligence Campus), застопорился из-за задержек в реализации и логистических проблем, сообщил ресурс Axios. Вдобавок в пятницу стало известно, что свой пост внезапно покинул генеральный директор стоящей за проектом компании Fermi America Тоби Нойгебаргер (Toby Neugebarger). Это привело к резкому падению акций компании на внебиржевых торгах, которые уже потеряли 75 % своей стоимости за последние шесть месяцев.

За день до этого Нойгебаргер в интервью Axios защищал проект, признавая при этом существование некоторых недостатков, т.е. ничто не предвещало его скорого ухода. Он сообщил, что недооценил сложности реализации таких проектов, особенно систем охлаждения, необходимых для отвода тепла от ИИ-чипов. Также Нойгебаргер отметил, что, возможно, «неправильно понял, где находится цепочка поставок» оборудования для охлаждения: «Я приму это как неудачу».

Одной из главных проблем, стоящих перед компанией, является отсутствие публично подтверждённого якорного арендатора — как правило, крупного провайдера, — наличие которого считается необходимым для дальнейшего развития проекта, в том числе и в отношении таких компонентов, как система охлаждения. Препятствия в продвижении проекта указаны в независимом отчёте аналитической компании Cleanview, предоставленном Axios, а также в финансовых отчётах, публичных документах и комментариях руководителей компании.

Источник изображения: Fermi America Источник изображения: Fermi America

Нойгебаргер признал в интервью Axios, что проект не может двигаться вперед без арендатора, вместе с тем отметив, что вопрос арендаторов «не является проблемой» для компании. Один из потенциальных арендаторов отказался от участия в проекте в декабре прошлого года, и инвесторы подали в связи с этим к компании коллективный иск. Вопрос об отсутствии публично объявленных арендаторов был снова поднят аналитиками во время годового финансового отчёта Fermi. Нойгебаргер тогда ответил, что компания подписывает новые письма о намерениях, но он не может публично разглашать подробности, пока не будет окончательного решения.

При этом финансовый директор Майлз Эверсон (Miles Everson) сообщил аналитикам, что дальнейшее строительство не будет продолжено до тех пор, пока не будет заключено окончательное соглашение с арендатором и обеспечено финансирование проекта. Согласно отчёту Cleanview, даже если Fermi сейчас найдёт якорного арендатора и будет следовать другим аналогичным срокам строительства крупных ЦОД, первые здания в Амарилло (Amarillo, Техас) будут введены в эксплуатацию только в мае 2027 года — примерно на год позже, чем первоначально предполагалось. Ранее компания планировала ввести в эксплуатацию около 1,1 ГВт к концу 2026 года, но в недавнем заявлении для SEC она сообщила об отказе от этой цели.

Компания преодолела ряд ключевых препятствий, в том числе получение разрешения на выбросы в атмосферу в начале этого года. Вместе с тем она столкнулась с задержкой с подтверждением систем охлаждения, которые обычно проектируются арендаторами и должны быть окончательно утверждены до начала строительства. «Я думаю, что это более серьёзное препятствие, чем мы первоначально предполагали», — сказал Нойгебаргер аналитикам. При этом компания уже заказала четыре ядерных реактора для питания своих дата-центров.

В Нью-Йоркском университете (NYU) разработали необычную систему охлаждения на основе минералов. Благодаря им выделяемое на заводах тепло можно использовать для охлаждения дата-центров, сообщает Datacenter Dynamics. Эксперименты ведутся с цеолитами — эти минералы выступают своеобразными «тепловыми аккумуляторами». Они имеют множество микропор и в сухом виде активно поглощают водяной пар. При нагревании до достаточно высокой температуры цеолит отдаёт накопленную воду.

Сушить цеолит можно на промышленных предприятиях с помощью выделяемого «мусорного» тепла с температурой ниже 200 °C. Это позволяет «заряжать» цеолитовый теплоаккумулятор, освобождая его от воды и приводя в состояние готовности к поглощению новой влаги в дата-центре. Исследователи утверждают, что такая технология может заменить компрессионные чиллеры, применяемые в классических системах охлаждения ЦОД. Цеолиты уже давно применяются для водоочистки, нефтепереработки и т.п. и стоят не очень дорого. Более того, они не теряют свойства и всегда готовы к поглощению воды.

Источник изображения: New York University

Учёные сравнили решение на основе цеолитовых теплоаккумуляторов с традиционными вариантами с компрессорными чиллерами и предприятиями, отводящими тепло с помощью градирен. Выяснилось, что использование тепла промышленных предприятий для «перезарядки» цеолита позволяет снизить совокупное потребление электричества у ЦОД и завода более чем на 75 %, а дата-центр отдельно может сократить расход электричества на охлаждение до 86 %. В результате показатель PUE улучшится приблизительно на 12 %.

Утверждается, что комбинированная система охлаждения потребляет на 15–25 % больше воды, но учёные уверены, что в целом водные ресурсы даже экономятся, поскольку отработанное тепло тратится на «зарядку» теплоаккумуляторов, а не рассеивается в атмосфере. Даже с учётом энергии, расходуемой на перевоз тонн цеолитовых блоков, система всё равно позволяет экономить энергию во многих сценариях, в некоторых случаях — более чем на 40 % при использовании электрических грузовиков. Использование для перевозок железной дороги обеспечивает дополнительную экономию.

Пока речь всё ещё идёт лишь о моделировании системы, предстоит решить ещё немало инженерных проблем. Исследователи сообщают, что необходимо создать долговечные, быстро работающие аккумуляторы с возможностью многократного циклического применения. Для координации действий между ЦОД и заводами потребуются новые бизнес-модели. Университет объявил, что уже начались переговоры с несколькими отраслевыми лидерами для возможного масштабирования решения.

Согласно исследованиям Калифорнийского университета в Риверсайде без внедрения новых технологий к 2030 году дополнительно может потребоваться 2,6–5,49 млн м³ воды в дни пикового спроса ЦОД в США. Для сравнения: Нью-Йорк за сутки потребляет около 3,8 млн м³. Над альтернативными технологиями охлаждения работают и другие структуры. Так, Karman Industries представила систему охлаждения ИИ ЦОД с углекислым газом.

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.

Источник изображения: Matteo Catanese/unsplash.com

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.

Источник изображения: Pawel Czerwinski/unsplash.com

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.

Шведская промышленная группа Alfa Laval выходит на рынок оборудования для дата-центров. Она анонсировала выпуск новую внешнюю систему жидкостного охлаждения FreeWaterLoop. По словам компании, в новой СЖО используется комбинация передовых инженерных решений с сфере насосостроения, высокопроизводительных технологий теплообмена и фильтрации — они объединены в единый, полностью интегрированный модуль.

Alfa Laval сообщила, что система использует стабильные температуры и теплопроводность природных водоёмов и минимизирует водопотребление, возвращая чистую воду туда, откуда она была забрана. Кроме того, FreeWaterLoop позволяет уменьшить размер охладительных установок дата-центров, занимая меньше пространства, чем классические системы воздушного охлаждения оборудования.

По словам Alfa Laval, наблюдаются беспрецедентные изменения на рынке ЦОД, поскольку развитие ИИ ведёт к росту тепловых нагрузок, заказчику тем временем требуют всё более устойчивую инфраструктуру. Alfa Laval использует свои сильные стороны для создания нового поколения эффективных и надёжных решений в сфере терморегулирования.

Источник изображения: Alfa Laval

Основанная в 1883 году шведская компания Alfa Laval занимается как разработкой, так и производством. Она поставляет бойлеры, вентили, насосы, теплообменники и прочие компоненты для судостроения, энергетики и пищевой промышленности. Компания заявила, что в случае с FreeWaterLoop речь идёт об одном из самых быстрых циклов разработки для решений такого масштаба. Это отражает общие амбиции Alfa Laval, свидетельствует о быстром процессе принятия решений в компании и активной поддержке ЦОД с помощью масштабируемых инноваций.

Ещё в 2024 году сообщалось, что через несколько лет СЖО займут треть рынка систем охлаждения для ЦОД. Впрочем, новости февраля 2026 года свидетельствуют о том, что с повсеместным внедрением придётся повозиться. AWS резко сократила развёртывание СЖО для Trainium3, решив обойтись преимущественно воздушным охлаждением, хотя ранее сама с нуля разработала собственную систему жидкостного охлаждения в кратчайшие сроки.

Окриджская национальная лаборатория (ORNL) Министерства энергетики США (DOE) объявила о создании Института дата-центров следующего поколения (NGDCI). Это подразделение объединит опыт и ресурсы лаборатории в области энергетических технологий, HPC и кибербезопасности для решения проблем, с которыми сталкиваются современные ИИ ЦОД. Речь идёт прежде всего о дефиците электроэнергии и стремительном увеличении нагрузки на энергосистему.

На дата-центры, по оценкам, приходится более 4 % потребления электроэнергии в США. Согласно прогнозам Научно-исследовательского института электроэнергетики (EPRI), к 2030-му этот показатель может увеличиться до 17 %. Значительная часть роста обусловлена рабочими нагрузками ИИ: например, для обучения одной большой языковой модели (LLM) с огромным количеством параметров требуются сотни МВт·ч. Быстро повышающийся спрос со стороны ИИ и промышленных потребителей создаёт всё большие риски для надёжности энергосистемы.

Источник изображения: ORNL

Кроме того, растут инвестиции в области ЦОД. По оценкам McKinsey, к 2030 году глобальные расходы на соответствующую инфраструктуру достигнут $7 трлн, причём более 40 % из них придётся на США. Директор ORNL Стивен Стрейффер (Stephen Streiffer) отмечает, что на фоне быстрого развития дата-центров всё более остро встают вопросы надёжного энергоснабжения и эффективного охлаждения. Специалистам NGDCI предстоит помочь в решении назревших проблем.

Новый институт будет развивать интегрированный подход, предполагающий объединение технологий электропитания, охлаждения, терморегулирования, планирования рабочих нагрузок и прогнозирования с использованием ИИ. При этом планируется использовать наработки другого проекта ORNL — MEGA-DC (Modeling Energy Growth Associated with Data Centers): это платформа поддержки принятия решений с учётом множества критериев, которая моделирует и прогнозирует затраты и экономические выгоды от модернизации инфраструктуры. В целом, NGDCI сосредоточит работу на шести ключевых направлениях:

• Тепловое регулирование — системы охлаждения нового поколения, обеспечивающие снижение энергопотребления и расхода воды, на которые сегодня может приходиться 40–60% от общих затрат ЦОД;
• Изменение архитектуры энергосистемы — переосмысление использования ресурсов и интеграция новых силовых электронных устройств для снижения потерь;
• Управление операциями и нагрузкой — интеллектуальные автономные платформы для оптимизации задач и энергопотребления;
• Безопасность — внедрение принципов кибербезопасности и квантово-устойчивых коммуникаций в физическую и цифровую структуру ЦОД;
• Интеграция в энергосеть — проектирование дата-центров, которые стабилизируют, а не перегружают энергосистему;
• Моделирование интегрированных систем — прогнозирование влияния инфраструктуры ИИ на энергетику, рабочие места, материалы и пр.