La expansión de la inteligencia artificial está cambiando la infraestructura digital y también la forma en que se consume energía. Cada consulta, entrenamiento de modelos y proceso de cómputo requiere servidores de alta capacidad que generan grandes cantidades de calor, por lo que los centros de datos necesitan sistemas de refrigeración cada vez más eficientes para mantenerlos operando.
Actualmente existen alrededor de 455 centros de datos para aplicaciones de IA en la región y Brasil, Chile, México, Colombia y Argentina concentran 78% de estas instalaciones.
El crecimiento de esta infraestructura plantea una pregunta que va más allá de cuánta electricidad se necesita: cómo hacer que cada centro de datos utilice menos energía y agua para realizar la misma cantidad de trabajo.
Refrigerar también consume energía
Uno de los principales retos se encuentra en la gestión térmica. Los procesadores utilizados para inteligencia artificial trabajan con una densidad de cómputo mucho mayor y, por tanto, generan más calor.
La refrigeración puede representar entre 25 y 40% del consumo energético de un data center, proporción que podría aumentar conforme se eleve la capacidad de procesamiento de los chips.
La tecnología de refrigeración también está evolucionando. De acuerdo con un documento de Johnson Controls, algunos avances permiten que los chips funcionen de manera confiable utilizando agua de enfriamiento hasta 42% más caliente, lo que reduce la energía necesaria para mantener las condiciones térmicas adecuadas.
A su vez, esta posibilidad facilita el uso de compresores con rodamientos magnéticos y refrigerantes con más de 90% menos impacto climático, además de equipos con una huella física superior a 40% más compacta.
La inteligencia artificial también puede ayudar a ahorrar
La relación entre IA y eficiencia energética no se limita al problema que genera el aumento del cómputo. Las herramientas digitales también pueden utilizarse para optimizar el funcionamiento de los propios edificios y centros de datos.
Una de las aplicaciones consiste en monitorear en tiempo real variables como temperatura, demanda de refrigeración, funcionamiento de equipos y condiciones ambientales para suministrar únicamente los recursos necesarios.
El sistema Metasys, por ejemplo, permite supervisar y controlar redes de sensores, controladores y dispositivos asociados con los sistemas de agua helada de un data center. La finalidad es ajustar la refrigeración a las necesidades reales de la infraestructura, en lugar de mantener todos los equipos trabajando con la misma intensidad de manera permanente.
El reto también pasa por el agua
La eficiencia de los data centers no se limita a reducir el consumo eléctrico. La gestión del agua utilizada en los sistemas de enfriamiento también adquiere importancia conforme aumenta la densidad de los servidores.
En este contexto, elevar la temperatura del agua utilizada para refrigerar los chips puede reducir las necesidades energéticas asociadas con el enfriamiento. La integración entre fabricantes de procesadores, operadores de centros de datos y especialistas en HVAC se vuelve, por tanto, un factor relevante para desarrollar sistemas capaces de trabajar con mayores temperaturas sin comprometer la confiabilidad.
Johnson Controls plantea un modelo que va más allá del data center
Frente al aumento de la demanda eléctrica, Johnson Controls plantea un esquema denominado modelo energéticamente positivo, que no se concentra únicamente en reducir el consumo de un centro de datos.
La propuesta parte de una idea más amplia: si la inteligencia artificial requiere cada vez más electricidad, los nuevos centros de datos deben ser capaces de utilizar la energía con mayor eficiencia y, al mismo tiempo, contribuir a mejorar la infraestructura energética que los rodea.
El modelo contempla tres líneas de acción: centros de datos hipereficientes, reducción del consumo energético fuera del propio inmueble y ampliación de la capacidad de generación eléctrica.
- Hacer más eficiente el propio centro de datos
El primer paso consiste en reducir el consumo energético de la infraestructura crítica. Esto incluye mejorar los sistemas de refrigeración, automatizar su operación y adaptar el enfriamiento a la carga real de los servidores.
La compañía señala que su chiller centrífugo YVAM, diseñado para centros de datos, puede alcanzar el mismo resultado de enfriamiento con menor consumo energético que un sistema HVAC convencional, de acuerdo con las especificaciones del fabricante.
- Reducir la demanda energética de la comunidad
A su vez, el segundo componente amplía la mirada fuera del centro de datos. La propuesta plantea invertir también en eficiencia energética de edificios e infraestructura de la comunidad para liberar capacidad en la red eléctrica.
El planteamiento parte de que los edificios representan alrededor de 40% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Modernizar escuelas, hospitales, oficinas públicas, universidades o plantas de tratamiento de agua puede reducir su consumo y, con ello, liberar electricidad para otras necesidades.
En una escuela, por ejemplo, la modernización de equipos eficientes puede reducir el consumo energético en 50% o más, de acuerdo con la información proporcionada en el documento.
Así, la expansión de los data centers se vincula con una estrategia más amplia de modernización de edificios: si las instalaciones existentes consumen menos, la infraestructura eléctrica puede disponer de mayor capacidad para atender nuevas cargas.
- Aumentar la generación de energía
El tercer eje busca que la demanda eléctrica que permanezca después de aplicar medidas de eficiencia pueda ser cubierta o compensada mediante nueva capacidad de generación.
Contempla el modelo fuentes como solar, eólica y geotérmica, además de almacenamiento en baterías, celdas de combustible y reactores nucleares modulares pequeños. La propuesta requiere que los procesos de autorización e integración a la red puedan realizarse con suficiente rapidez para acompañar el crecimiento de la demanda.
El desafío será crecer sin presionar más a la red
Indudablemente, el crecimiento de la inteligencia artificial seguirá demandando infraestructura de cómputo, pero el aumento de centros de datos también puede presionar las redes eléctricas locales y regionales.
Por ello, la eficiencia energética será cada vez más importante para determinar dónde y cómo pueden instalarse nuevos proyectos. La combinación de refrigeración avanzada, automatización, gestión inteligente de edificios, menor consumo de agua y generación renovable puede ayudar a reducir esa presión.
Bajo este escenario, el modelo energéticamente positivo propuesto por Johnson Controls representa una de las estrategias que buscan conectar el crecimiento de la economía digital con la modernización de la infraestructura energética. Su alcance, sin embargo, dependerá de la capacidad de los desarrolladores, operadores, fabricantes de tecnología, gobiernos y empresas de servicios públicos para coordinar inversiones en eficiencia, agua, generación y redes eléctricas.