Firma Microsoft zwiększyła swoje zobowiązania do oszczędzania wody i energii w swoich centrach danych, opracowując nowe technologie chłodzenia i strategie, które mogą przyspieszyć notorycznie spragniony i głodny energii serwery przekroczyły swoje obecne limity. Najnowsza deklaracja firmy dotycząca ochrony środowiska ma miejsce, gdy planuje radykalnie zwiększyć liczbę centrów danych, które obsługuje na całym świecie, co może położyć większy nacisk na społeczności dotknięte suszą, chyba że firma znajdzie sposoby na zmniejszenie zużycia wody.
Microsoft planuje zmniejszyć ilość wody zużywanej przez centra danych o 95 procent do 2024 r., mając na celu „ostateczne” wyeliminowanie zużycia wody. To opiera się na zobowiązaniu, które podjęło w zeszłym roku, aby stać się „pozytywna woda” do końca dekady, co oznacza, że uzupełni więcej wody, niż zużywa do swojej działalności. W 2020 roku Microsoft również zobowiązała się, że stanie się ujemna pod względem emisji dwutlenku węgla w tym samym terminie, co oznacza, że planuje pobierać i składować więcej CO2 ogrzewającego planetę niż uwalnia.
Microsoft zapowiedział także inne wysiłki na rzecz zrównoważonego rozwoju dziś może to obniżyć emisję gazów cieplarnianych wewnątrz i na zewnątrz firmy. Firma poszukuje materiałów budowlanych do swoich centrów danych, które są mniej emisyjne, w tym prowadzi badania nad cegłami wykonanymi z alg i rur konstrukcyjnych z grzybami. Zaprezentowano również nowe narzędzie o nazwie Microsoft Cloud for Sustainability, które może pomóc organizacjom śledzić emisje dwutlenku węgla.
Ale duże zaangażowanie dotyczy centrów danych. Centra danych, takie jak Microsoft, są wypełnione serwerami, które umożliwiają ludziom przechowywanie plików, wysyłanie wiadomości oraz zakupy i gry online. Wszystkie te czynności zużywają dużo energii i generują ciepło. Przegrzanie może wpłynąć na wydajność i niezawodność serwerów, ale wysadzanie ich klimatyzacją zwiększa zużycie energii elektrycznej i emisję gazów cieplarnianych. Można używać wody do chłodzenia serwerów, ale woda staje się coraz rzadszym zasobem w wielu suchych miejscach, w których działają centra danych.
Typowe centrum danych zużywa mniej więcej tyle wody, co miasto o populacji od około 30 000 do 40 000 osób, czyli około 3 do 5 milionów galonów wody dziennie, mówi Venkatesh Uddameri, profesor i dyrektor Centrum Zasobów Wodnych na Texas Tech University . Microsoft mówi Pogranicze że jego centra danych zużywają mniej wody niż to, chociaż różni się w zależności od regionu i klimatu.
Centra danych Microsoftu używają obecnie chłodzenia adiabatycznego, które polega na powietrzu zewnętrznym do chłodzenia temperatury wewnątrz. Jest to system, który zużywa mniej energii elektrycznej niż klimatyzacja i mniej wody niż chłodnie kominowe. Ale kiedy temperatura wzrasta powyżej 85 stopni Celsjusza, powietrze z zewnątrz nie jest zbyt pomocne. W tym momencie uruchamia się wyparny system chłodzenia, który wykorzystuje wodę. Działa jak „chłodnica bagienna” — chłodzi powietrze, przepychając je lub przepuszczając przez nasiąknięte wodą ekrany.
Microsoft ujawnił dziś dwie główne strategie, na których planuje się oprzeć, aby osiągnąć swoje cele w zakresie ochrony wody. Po pierwsze: zbadał, jak jej serwery działają w wyższych temperaturach i odkrył, że może ustalać wyższe limity, gdy włączają się systemy chłodzenia wyparnego w centrach. W chłodniejszych częściach świata — w tym w Amsterdamie, Dublinie, Wirginii i Chicago — te wyższe ustalone punkty mogą w ciągu najbliższych kilku lat całkowicie wyeliminować zapotrzebowanie na wodę.
Ale centra danych Microsoftu w regionach pustynnych, gdzie niedobór wody jest większym problemem, prawdopodobnie będą żłobić wodę jeszcze przez lata. Microsoft twierdzi, że ta sama strategia, która może wyeliminować zużycie wody w Amsterdamie i Dublinie, zmniejszyłaby zużycie wody w regionach pustynnych tylko o 60 procent do 2024 roku.
W tym miejscu pojawia się druga część planu Microsoftu. Aby zmniejszyć swój ślad wodny do zera w tych gorących i suchych klimatach, Microsoft planuje zwrócić się w nowy sposób na chłodzenie serwerów: zanurzanie ich w płynnych kąpielach na bazie fluorowęglowodorów. Gdy serwery pracują, generowane przez nie ciepło powoduje wrzenie cieczy, gdy osiągnie 122 stopnie Fahrenheita (50 stopni Celsjusza). Wrząca ciecz odprowadza ciepło z serwerów, a następnie zamienia się w unoszącą się parę. Para uderza w schłodzoną pokrywę zbiornika, skrapla się i spływa z powrotem do wanny. Proces ten, zwany dwufazowym zanurzeniem w cieczy, tworzy zamknięty system chłodzenia, który zmniejsza zużycie wody i energii elektrycznej, jednocześnie pozbywając się ciepła. Ta strategia, jak twierdzi firma, została zainspirowana przez górników kryptowalut, którzy również zużywają ogromne ilości energii i przeszli na chłodzenie zanurzeniowe w sprzęcie komputerowym.
Podczas gdy eksperci Pogranicze mówili, że technologia jest obiecująca, mówią, że uruchomienie jej na dużą skalę będzie kolejnym wyzwaniem. Firma Microsoft ogłosiła właśnie w kwietniu swoją pierwszą wersję próbną z chłodzeniem zanurzeniowym i twierdzi, że ta technologia jest wciąż na etapie badań i rozwoju. Według Lucasa Berana, głównego analityka w firmie badawczej Dell’Oro Group, bardzo niewiele centrów danych — prawdopodobnie mniej niż 2 procent — opiera się na chłodzeniu zanurzeniowym.
„Myślisz także o skali, jak ktoś taki jak Microsoft wdraża liczbę centrów danych, które buduje, i ilość mocy obliczeniowej, którą wdraża — to ogromna zmiana w łańcuchu dostaw. To ogromny przełącznik operacyjny” — mówi Beran. Microsoft będzie musiał zbadać i zaplanować, jak ta zmiana wpłynie na wydajność centrum danych i przeszkolić personel do pracy w nowych środowiskach, podkreśla. „To bardzo duże przedsięwzięcie, które ma bardzo pozytywne potencjalne wyniki”.
Microsoft mówi Pogranicze przyjmie stopniowe podejście do wdrażania nowych strategii chłodzenia dla centrów danych. Chłodzenie immersyjne będzie wymagało nowych, specjalnie zaprojektowanych serwerów, a firma Microsoft poczeka, aż ich konfiguracje serwerów wygasną, zanim zastąpią je w istniejących centrach danych. Nawet mnóstwo nowych centrów danych, które planowała firma, prawdopodobnie najpierw zostanie zbudowanych z hybrydowymi systemami chłodzenia, gdy przejdzie na nową technologię zanurzeniową.
Microsoft planuje budować od 50 do 100 nowych centrów danych rocznie, aby nadążyć za popytem na swoje usługi w chmurze. Oczekuje się, że globalny ruch internetowy podwoi się do przyszłego roku. To ogromna szansa dla firmy, ale także duże wyzwanie dla nowych celów firmy w zakresie zrównoważonego rozwoju.
Napięcia wzrosły, na przykład wokół centrów danych w Arizonie, gdzie Microsoft otworzył w tym roku nowy. Po tym, jak władze federalne ogłosiły pierwszy niedobór wody na rzece Kolorado w sierpniu Arizona stoi w obliczu nieuchronnych przerw w dostawach wody. Dotychczasowe cięcia ograniczą przede wszystkim wodę dla rolnictwa, ale niektórzy mieszkańcy obawiają się, że nowe centra danych w regionie tylko zaostrzą konkurencję o i tak już ograniczone zasoby wody.
Firma będzie musiała zająć się problemami charakterystycznymi dla każdej lokalizacji, w której buduje centrum danych, i zwracać szczególną uwagę na miejsca, w których występuje większy niedobór wody. „Nie ma jednego uniwersalnego rozwiązania dla wszystkich typów” — mówi Uddameri. „Możesz zyskać pozytywny wpływ na wodę jako firma, ale nie jest to przydatne, jeśli oszczędzasz całą wodę w jednym miejscu, w skrajnym przypadku, i tworzysz większe deficyty w innym miejscu”.