Datacenters vergroenen

Tien tot vijftien jaar terug was eigenlijk niemand zich bewust van het energieverbruik dat datacenters laten opmeten. Inmiddels is het aantal datacenters enorm gestegen, maar evenzeer ook de bewustwording van de milieu impact die gepaard gaat met datacenters. Overigens is et energieverbruik niet alleen bij datacenters een niet verwaarlozen aandachtspunt, ook allerhande communicatienetwerken delen dezelfde reputatie. Van datacenters wordt verwacht dat ze een veilige en ononderbroken toegang verzekeren tot alle data die daar opgeslagen is, een verwachting die zeker in het kader van hybride werken een 24/7 operationeel zijn vereist.

Bouwers van datacenters staan voor enorme uitdagingen: ze moeten ervoor zorgen dat steeds grotere datastromen verwerkt kunnen worden en tevens de milieu-impact zo klein mogelijk wordt gehouden. Jon Summers, scientific lead in data centers bij het vermaarde RISE-onderzoeksinstituut stelt dat innovatieve vloeistofkoeling de enige optie om de uitdagingen het hoofd te bieden. Met vloeistofkoeling wordt niet langer alleen water dus bedoeld. De eerste experimenten met waterkoeling vonden al in de jaren ’60 plaats. Eerst ging het om de koeling van de ruimte via pijpen met water onder een verhoogde vloer. Met de opmars van supercomputers groeide de belangstelling om de elektronica zelf in vloeistof te koelen.
In 2015 werd al gewag gemaakt van vloeistofkoeling en vandaag is dat ondertussen wijd verspreid. Er zijn twee principes van vloeistofkoeling toepasbaar: 

• Het rechtstreeks koelen van de chips, ‘cold plating’ genoemd.
• Het onderdompelen van zowat de volledige servers en racks, ‘immersion cooling’ genoemd. Dat kan vanzelfsprekend niet met water. Olie was aanvankelijk een optie.

Vandaag worden beide principes zelfs gecombineerd toegepast door cloudproviders. Het eigenlijke watergebruik bij water- of vloeistofkoeling is minder problematisch omdat het altijd om gesloten circuits gaat en er geen liters vervuild water wegstromen.

Een optelsom van warmtebronnen
De eigenlijke IT-apparatuur is weliswaar de grootste warmtebron binnen datacenters (reken op 70%), maar is niet alleen. Zo zijn er de chillers (industriële koelers - 9%), systemen voor de vochtigheidscontrole (9%), waterpompen (3%) en diverse componenten die warmte genereren.
Meer dan een derde van de operationele datacenters zag de voorbije 3 jaar het aantal kW dat de racks aan energie verbruiken snel toenemen. De grotere benodigde energietoevoer is het gevolg van de groeiende nood aan extra capaciteit. Dat opent ook mogelijkheden voor nieuwe koeltechnologie, in het bijzonder voor vloeistofkoeling.
Er kan gedacht worden aan het terugwinnen van de warmte uit datacenters om ze voor andere doeleinden te gebruiken, maar dat is geen eenvoudige opgave. Via warmtepompen en een netwerk van pijpleidingen kan een warmtenet opgezet worden voor het verwarmen van woningen of bedrijvencentra. Maar ook warmtepompen zijn energieverbruikers en in het netwerk van pijpleidingen ontstaan warmteverliezen, zeker omdat de meeste datacenters op eerder afgelegen locaties liggen.
Jon Summers adviseert om datacenters niet langer als energievreters te zien, maar als een transfertplaats voor energie. Daarop moet research zich richten, want vandaag stoot 95% van alle datacenters hun warmte uit in de omgeving, waar ze verloren gaat. Mogelijk moeten datacenters op andere plaatsen gebouwd worden, daar waar hun warmte nuttig kan worden gebruikt.
Jon Summers pleit voor ‘industrial symbiosis’, het symbiotisch connecteren over industrieën en sectoren heen om samen problemen op te lossen. Dat is zelfs geen technische uitdaging, maar gewoon een to-do.