كريس بارانيوكمراسل التكنولوجيا
واشنطن بوست عبر غيتي إيماجزإنهم يعملون على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع بسرعات عالية ويصبحون ساخنين للغاية – لكن رقائق كمبيوتر مركز البيانات تحصل على الكثير من التدليل. بعضهم يعيش بشكل أساسي في المنتجع الصحي.
“سيكون لدينا سائل يأتي و [then] يقول جوناثان بالون، الرئيس التنفيذي لشركة Iceotope للتبريد السائل: “سوف يتم رش بعض الأشياء”.
وفي حالات أخرى، تتكئ الأجهزة الصناعية في حمامات من السوائل المنتشرة، والتي تنقل الحرارة التي تولدها، مما يمكنها من العمل بسرعات عالية جدًا، تُعرف باسم “زيادة سرعة التشغيل”.
يقول السيد بالون: “لدينا عملاء يقومون برفع تردد التشغيل في جميع الأوقات لأنه لا يوجد أي خطر لاحتراق الخادم”. ويضيف أن أحد العملاء، وهو سلسلة فنادق في الولايات المتحدة، يخطط لاستخدام الحرارة الصادرة عن خوادم الفندق لتدفئة غرف الضيوف، ومغسلة الفندق، وحمام السباحة.
بدون التبريد، تسقط مراكز البيانات.
في نوفمبر، أدى فشل نظام التبريد في مركز بيانات في الولايات المتحدة إلى إرسال تكنولوجيا التداول المالي إلى وضع عدم الاتصال بمجموعة CME، أكبر مشغل للبورصات في العالم. ومنذ ذلك الحين قامت الشركة بتوفير قدرة تبريد إضافية للمساعدة في الحماية من تكرار هذا الحادث.
في الوقت الحالي، يزدهر الطلب على مراكز البيانات، مدفوعًا جزئيًا بنمو تقنيات الذكاء الاصطناعي. لكن الكميات الهائلة من الطاقة والمياه التي تستهلكها العديد من هذه المرافق تعني أنها مثيرة للجدل بشكل متزايد.
طالبت أكثر من 200 مجموعة بيئية في الولايات المتحدة مؤخرًا بوقف إنشاء مراكز البيانات الجديدة في البلاد. ولكن هناك بعض شركات مراكز البيانات التي تقول إنها تريد تقليل تأثيرها.
لديهم حافز آخر. أصبحت رقائق الكمبيوتر في مركز البيانات قوية بشكل متزايد. لدرجة أن الكثيرين في الصناعة يقولون إن طرق التبريد التقليدية – مثل تبريد الهواء، حيث تقوم المراوح بنفخ الهواء باستمرار فوق المكونات الأكثر سخونة – لم تعد كافية لبعض العمليات.
يدرك بالون الجدل المتزايد حول بناء مراكز البيانات التي تستهلك الطاقة. ويقول: “المجتمعات تتراجع عن هذه المشاريع”. “إننا نحتاج إلى طاقة ومياه أقل بكثير. ليس لدينا أي مراوح على الإطلاق – فنحن نعمل بصمت.”
جليدتقول Iceotope إن أسلوبها في التبريد السائل، والذي يمكنه تهدئة مكونات متعددة في مركز البيانات، وليس فقط رقائق المعالجة، قد يقلل من متطلبات الطاقة المرتبطة بالتبريد بنسبة تصل إلى 80٪.
وتستخدم تكنولوجيا الشركة الماء لتبريد السائل المرتكز على الزيت والذي يتفاعل بالفعل مع تكنولوجيا الكمبيوتر. لكن المياه تظل في حلقة مغلقة، لذا ليست هناك حاجة لسحب المزيد منها باستمرار من الإمدادات المحلية.
سألته عما إذا كانت السوائل ذات الأساس النفطي في نظام التبريد الخاص بالشركة مشتقة من منتجات الوقود الأحفوري، فيقول إن بعضها كذلك، على الرغم من أنه يؤكد أن أيًا منها لا يحتوي على PFAS، والمعروفة أيضًا باسم المواد الكيميائية إلى الأبد، والتي تضر بصحة الإنسان.
تستخدم بعض تقنيات تبريد مراكز البيانات القائمة على السوائل المبردات التي تحتوي على PFAS. ليس هذا فحسب، بل إن العديد من المبردات تنتج غازات دفيئة قوية للغاية، مما يهدد بتفاقم تغير المناخ.
تستخدم أنظمة التبريد ثنائية الطور مثل هذه المبردات، كما يقول يولين وانغ، كبير محللي التكنولوجيا السابقين في شركة IDTechEx، وهي شركة لأبحاث السوق. يبدأ سائل التبريد كسائل ولكن الحرارة المنبعثة من مكونات الخادم تتسبب في تبخره إلى غاز ويمتص تغير الطور هذا الكثير من الطاقة، مما يعني أنه وسيلة فعالة لتبريد الأشياء.
في بعض التصاميم، تكون تكنولوجيا مركز البيانات مغمورة بالكامل في كميات كبيرة من المبردات التي تحتوي على PFAS. يضيف وانج: “يمكن للأبخرة أن تخرج من الخزان”. “قد تكون هناك بعض القضايا المتعلقة بالسلامة.” وفي حالات أخرى، يتم توصيل غاز التبريد مباشرة إلى المكونات الأكثر سخونة، مثل رقائق الكمبيوتر فقط.
بعض الشركات التي تقدم التبريد على مرحلتين تتحول حاليًا إلى المبردات الخالية من PFAS.
يولين وانغعلى مر السنين، جربت الشركات أساليب مختلفة تمامًا للتبريد، في سباق للعثور على أفضل الوسائل لإبقاء أدوات مركز البيانات سعيدة.
على سبيل المثال، قامت شركة مايكروسوفت بإغراق حاوية تشبه الأنبوب مليئة بالخوادم في البحر قبالة أوركني. وكانت الفكرة هي أن مياه البحر الاسكتلندية الباردة من شأنها أن تحسن كفاءة أنظمة التبريد القائمة على الهواء داخل الجهاز.
وفي العام الماضي، أكدت مايكروسوفت أنها أغلقت المشروع. لكن الشركة تعلمت الكثير منها، كما يقول أليستير سبيرز، المدير العام للبنية التحتية العالمية في مجموعة أعمال مايكروسوفت أزور. “بدون [human] يقول: “لقد حدث خطأ أقل بالنسبة للمشغلين، وهذا ما ساعدنا في تنفيذ بعض إجراءاتنا التشغيلية”. ويبدو أن مراكز البيانات التي لا تتطلب التدخل أكثر هي الأكثر موثوقية.
وأظهرت النتائج الأولية أن مركز البيانات تحت سطح البحر يتمتع بكفاءة استخدام الطاقة، أو PUE، بمعدل 1.07 – مما يشير إلى أنه كان أكثر كفاءة بكثير من الغالبية العظمى من مراكز البيانات البرية. ويتطلب الأمر صفرًا من الماء.
ولكن في النهاية، خلصت مايكروسوفت إلى أن اقتصاديات بناء وصيانة مراكز البيانات تحت سطح البحر لم تكن مواتية للغاية.
ولا تزال الشركة تعمل على أفكار التبريد القائمة على السوائل، بما في ذلك الموائع الدقيقة، حيث تتدفق قنوات صغيرة من السائل عبر الطبقات العديدة لرقاقة السيليكون. يقول سبيرز: “يمكنك أن تفكر في متاهة تبريد سائلة عبر السيليكون بمقياس النانومتر”.
ويطرح الباحثون أفكارًا أخرى أيضًا.
في شهر يوليو، نشر رينكون تشين، من جامعة كاليفورنيا سان دييغو، وزملاؤه، ورقة بحثية تشرح بالتفصيل فكرتهم الخاصة بتكنولوجيا التبريد القائمة على الغشاء المملوء بالمسام والتي يمكن أن تساعد في تبريد الرقائق بشكل سلبي – دون الحاجة إلى ضخ السوائل أو نفخ الهواء بشكل فعال.
يقول البروفيسور تشين: “في الأساس، أنت تستخدم الحرارة لتوفير طاقة الضخ”. ويقارنها بالعملية التي يتبخر بها الماء من أوراق الأشجار، مما يؤدي إلى تأثير الضخ الذي يسحب المزيد من الماء عبر جذع النبات وعلى طول فروعه لتجديد الأوراق. ويقول البروفيسور تشين إنه يأمل في تسويق هذه التكنولوجيا.
يقول ساشا لوتشيوني، قائد الذكاء الاصطناعي والمناخ في شركة Hugging Face، وهي شركة للتعلم الآلي، إن هناك طلبًا متزايدًا على الطرق الجديدة لتبريد تكنولوجيا مراكز البيانات.
ويرجع ذلك جزئيًا إلى الطلب على الذكاء الاصطناعي – بما في ذلك الذكاء الاصطناعي التوليدي، أو نماذج اللغات الكبيرة (LLMs)، وهي الأنظمة التي تشغل روبوتات الدردشة. وفي بحث سابق، أظهر الدكتور لوتشيوني أن مثل هذه التقنيات تستهلك الكثير من الطاقة.
وتقول: “إذا كان لديك نماذج تستهلك الكثير من الطاقة، فيجب زيادة عملية التبريد قليلاً”.
وتضيف أن نماذج الاستدلال، التي تشرح مخرجاتها في خطوات متعددة، أكثر تطلبًا.
إنهم يستخدمون “طاقة أكبر بمئات أو آلاف المرات” من روبوتات الدردشة القياسية التي تجيب فقط على الأسئلة. يدعو الدكتور لوتشيوني إلى مزيد من الشفافية من جانب شركات الذكاء الاصطناعي فيما يتعلق بكمية الطاقة التي تستهلكها منتجاتها المختلفة.
بالنسبة لبالون، ماجستير إدارة الأعمال هو مجرد شكل واحد من أشكال الذكاء الاصطناعي – ويقول إنهم “وصلوا بالفعل إلى الحد الأقصى” من حيث الإنتاجية.
