Cột khói từ nhà máy điện khí tự nhiên đứng trước nền trời xanh. | Nguồn ảnh: Ron và Patty Thomas / Getty Images
Nvidia vừa công bố một hệ thống làm mát bằng nước ấm, theo hãng có thể cắt giảm đáng kể lượng nước mà trung tâm dữ liệu sử dụng — thậm chí “loại bỏ gần như toàn bộ việc tiêu thụ nước” bên trong trung tâm dữ liệu, theo lời một giám đốc điều hành của Nvidia trong một thông cáo báo chí.
“Thách thức tiêu thụ nước của các trung tâm dữ liệu đã được giải quyết phần lớn,” Josh Parker, Giám đốc Phát triển Bền vững tại Nvidia, gần đây nói với Axios trong một cuộc phỏng vấn: bài viết trên Axios.
Nhưng đó chỉ là một phần của câu chuyện về nước. Miễn là các trung tâm dữ liệu AI vẫn hoạt động bằng nhiên liệu hoá thạch — xu hướng ngày càng được các công ty công nghệ lựa chọn (bài viết trên TechCrunch) — thì phần tiết kiệm sẽ chỉ dừng lại ở tường trung tâm dữ liệu.
Cách Nvidia xác định việc sử dụng nước
Cách tiếp cận của Nvidia vẽ một ranh giới quanh trung tâm dữ liệu: mọi thứ bên trong đều được tính, mọi thứ bên ngoài thì không xét đến. Chất làm mát chạy trong một vòng kín, được nạp một lần và tuần hoàn suốt vòng đời của cơ sở, có nghĩa là không cần tiêu thụ thêm nước để làm mát chip. Ở các khí hậu thuận lợi, Nvidia cho rằng điều này có thể giảm tới 100 % lượng nước sử dụng tại chỗ.
TechCrunch đã yêu cầu Nvidia làm rõ vấn đề và sẽ cập nhật bài viết nếu nhận được hồi đáp.
Dấu chân nước tổng thể
Việc tiêu thụ nước bên ngoài trung tâm dữ liệu — chủ yếu ở quy trình phát điện và sản xuất chip — có thể gấp đôi hoặc gấp ba lượng nước tiêu thụ tổng thể của một cơ sở (nghiên cứu trên ScienceDirect; bài viết NY Times). Điều này có nghĩa là giải pháp của Nvidia mới chỉ giải quyết khoảng 25‑33 % tổng nhu cầu nước của các trung tâm dữ liệu AI.
Chi tiết kỹ thuật của hệ thống làm mát
Hệ thống mới bơm chất làm mát vào các rack ở nhiệt độ 45 °C (113 °F). Sau khi đi qua một máy chủ, chất làm mát ra ngoài ở 55 °C (131 °F), lấy đi một lượng lớn nhiệt từ phần cứng. Ở nhiệt độ này, không khí bên ngoài ở hầu hết các khu vực khí hậu có thể tản nhiệt qua các tản nhiệt thụ động mà không cần làm mát bằng bốc hơi hay quạt. Một trung tâm dữ liệu không có quạt hay máy lạnh sẽ tiêu thụ ít nước hơn, đạt hiệu suất cao hơn và gây tiếng ồn ít hơn.
Nhu cầu nước của việc sản xuất điện
Các trung tâm dữ liệu không thể hoạt động nếu không có điện, và nhiều nhà máy điện là những người tiêu thụ nước lớn:
- Nhà máy điện nhiên liệu hoá thạch là một trong những nguồn tiêu thụ nước lớn nhất tại Mỹ, khoảng 2,7 tỷ gallon mỗi ngày, chủ yếu dùng cho việc bốc hơi làm mát. Nhà máy khí tự nhiên tiêu thụ ~1,17 L nước trên mỗi kWh, trong khi nhà máy than tiêu thụ ~2,2 L/kWh (dữ liệu USGS; nghiên cứu gần đây). Các nhà máy hoá thạch cung cấp khoảng nửa lượng điện cho các trung tâm dữ liệu hiện nay (báo cáo IEA).
- Đập thủy điện, cung cấp ~10 % điện cho trung tâm dữ liệu, không tiêu thụ nước trực tiếp, nhưng quá trình bốc hơi từ hồ chứa ước tính khoảng 6,8 L cho mỗi kWh.
- Năng lượng địa nhiệt có mức tiêu thụ nước rất đa dạng; một số startup (ví dụ: Fervo) cam kết sử dụng phần lớn nước “đã xử lý” mà nếu không sẽ không được dùng (cam kết của Fervo).
- Gió và năng lượng mặt trời tiêu thụ nước gần như không đáng kể — khoảng 0,01 L/kWh cho gió và 0,03 L/kWh cho mặt trời, bao gồm lượng nước cần cho sản xuất và rửa pin năng lượng.
Mặc dù năng lượng tái tạo đang chiếm tỷ trọng ngày càng lớn trong công suất điện mới được xây dựng, dự báo IEA cho thấy khí tự nhiên và than sẽ cung cấp hơn 40 % điện mới cần thiết để đáp ứng nhu cầu của các trung tâm dữ liệu tới năm 2030. Nếu không có những thay đổi đáng kể trong lộ trình này, các trung tâm dữ liệu sẽ tiếp tục tiêu thụ một lượng lớn nước, bất chấp việc Nvidia cải tiến hệ thống làm mát nội bộ.
Nvidia, Data Center, Water Conservation
