Energia e raffreddamento nei data center: pressione sulla rete, test spaziali e una multa da 1,1 milioni di dollari

Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha annunciato questa settimana un investimento di 5.250.000.000 di dollari per il miglioramento della rete elettrica. La somma comprende 1.900.000.000 di fondi federali e 3.350.000.000 di finanziamenti a carico condiviso, come riportato da The Register.

I fondi finanzieranno 31 progetti in 26 stati, con l'obiettivo di fornire almeno 23 gigawatt di capacità aggiuntiva. Di questo totale, 1.900.000.000 di dollari è la quota federale annunciata dal dipartimento. Il programma non prevede la costruzione di nuova capacità di generazione. La maggior parte dei lavori riguarda la ricondutturazione o la ricostruzione di oltre 1.500 miglia di linee di trasmissione e il dispiegamento di sensori, dispositivi di controllo del flusso di potenza e strumenti analitici su 21.000 miglia di infrastrutture di rete. Il Dipartimento dell'Energia afferma che queste misure miglioreranno l'affidabilità e abbasseranno i costi dell'elettricità per circa 100.000.000 di americani. Il Segretario dell'Energia degli Stati Uniti, Chris Wright, ha dichiarato che gli investimenti "estrarranno di più dalle infrastrutture che abbiamo già, sposteranno più elettricità nella rete e aiuteranno a fornire energia accessibile, affidabile e sicura che alimenterà la prosperità americana per decenni a venire."

Questa impostazione è importante. Il vincolo non riguarda solo quanta energia il paese può generare. Riguarda quanta possono trasportare i cavi e quanto rapidamente il sistema può aggiungere capacità.

The Register ha riportato che Moody's ha avvisato all'inizio di questo mese che la costruzione di data center sta superando la capacità della rete di aggiungere la potenza necessaria. Entro il 2030, la stima di Moody's indica che il consumo di elettricità dei data center statunitensi raggiungerà 426 TWh, quasi il doppio del dato del 2025. È il numero da tenere a mente quando si leggono annunci su aggiornamenti della rete. Nel frattempo, gli operatori stanno acquistando energia in altri modi. The Register ha notato un'ondata di investimenti in reattori modulari piccoli, generazione geotermica e rimessa in servizio di centrali nucleari invecchiate. I produttori di chip stanno anche spingendo per data center più intelligenti e connessi, in grado di restituire capacità alla rete quando necessario, Nvidia tra questi.

Il raffreddamento è il problema più difficile

L'energia fa notizia. Il calore è dove la fisica diventa scomoda. Il Project Suncatcher di Google, un tentativo di testare il calcolo AI in orbita, è l'esempio più chiaro.

Ars Technica ha riportato che il primo satellite sperimentale di Google, soprannominato MVP, è previsto per il lancio il 1 ottobre a bordo di un Falcon 9 di SpaceX, come parte del rideshare Transporter-18. Il satellite è grande circa come un frigorifero e porta quattro acceleratori AI TPU personalizzati di Google. I suoi pannelli solari forniscono circa un chilowatt di potenza, sufficiente per far funzionare un forno a microonde o un asciugacapelli. Google non ha costruito il veicolo spaziale da zero. Sebbene l'hardware AI all'interno sia di Google, il satellite proviene da una società di immagini satellitari chiamata Planet Labs, secondo Ars Technica. Il piano originale era lanciare due satelliti personalizzati nel 2027, ma Google voleva andare più veloce e ha integrato i suoi chip in un satellite che Planet Labs aveva già costruito per un test iniziale.

Il raffreddamento è la ragione per cui il test si svolgerà a brevi impulsi. Ars Technica ha riportato che la soluzione di Google utilizza uno strato di "materiale interfacciale termico" malleabile che collega i chip a tubi di calore in alluminio e rame, i quali conducono il calore verso un radiatore che lo proietta nello spazio. Ciononostante, il sistema può operare solo per scatti di circa 15 minuti prima che i TPU debbano spegnersi per lasciare che i radiatori recuperino.

Tom's Hardware ha riportato anche il limite di 15 minuti, notando che il satellite gestirà richieste AI per un anno, rimanendo in orbita per fino a sei anni prima di bruciarsi durante la rientro atmosferico. I due outlet differiscono su quanto tempo il payload AI opererà, quindi trattare le affermazioni sulla durata con cautela. La radiazione è l'altro problema. Ars Technica ha notato che la radiazione può danneggiare i chip o interferire con i calcoli capovolgendo bit, e che i chip di Google sono gli stessi TPU che usa nei server terrestri, non hardware specificamente indurito. Tom's Hardware ha riportato che la risposta di Google, per ora, è riavviare i chip periodicamente. James Manyika, senior vice president of research di Google, ha detto al The New York Times: "Non ci aspettiamo, per essere perfettamente franchi, di avere qualcosa di operativamente utile nei prossimi pochi anni." Ha paragonato lo sforzo alle auto a guida autonoma di Google, che l'azienda ha testato "circa 15 anni prima che qualcosa mostrasse la testa".

I data center orbitali non sono una risposta a breve termine ai limiti di potenza e raffreddamento terrestri. Sono un programma di ricerca con un satellite a quattro chip e un array solare da un chilowatt. Google ha accennato a piani a lungo termine per flotte di rete di più di 80 satelliti, secondo Tom's Hardware, ma il proprio capo della ricerca dell'azienda colloca la tempistica in anni, non in trimestri.

L'esempio del New Jersey da 1,1 milioni di dollari

Sul terreno, il lato enforcement sta diventando più rumoroso. Il New Jersey ha ordinato all'operatore di uno dei più grandi data center previsti sulla costa orientale di pagare una multa di 1.100.000 di dollari per aver installato e operato segretamente generatori a gas in violazione della legge statale sul controllo dell'inquinamento atmosferico, ha riportato Ars Technica il 24 settembre. DataOne è stata multata dopo un'indagine di The Guardian e Floodlight News ad agosto che ha condiviso footage di droni termici mostrando che 45 dei 62 generatori a gas erano in funzione.

Nessuno dei generatori aveva i permessi richiesti per unità con capacità di 37 chilowatt o superiore, nonostante funzionassero a capacità di 1.982-kw, più di 50 volte il limite statale, secondo Ars Technica. Il Dipartimento della Protezione Ambientale del New Jersey ha notato che tali generatori emettono anidride carbonica, ossidi di azoto, monossido di carbonio e altri inquinanti legati alla combustione, che possono peggiorare l'asma, scatenare infarti e causare morti premature. Il Commissario DEP Ed Potosnak ha chiamato l'azione "di gran lunga la più grande mai intrapresa contro un data center nel New Jersey" e ha detto che i data center non sarebbero "costruiti o operati con impunità in questo stato".

Il rimedio ha limiti. A DataOne sono stati dati 45 giorni per richiedere i permessi o cessare le operazioni, ma può continuare a far funzionare i motori a gas mentre li cerca. Nichole Gardner del nonprofit ambientale locale Sustain SJ ha detto ad Ars che "riteniamo che sia insufficiente, sia in termini di importo che di enforcement". Un portavoce di DataOne ha detto al The New York Times che l'azienda "richiederà i permessi atmosferici per i generatori temporanei", ha dichiarato di "disaccordo" con la multa, e ha aggiunto che il sito è "in transizione verso celle a combustione a basse emissioni e silenziose".

I residenti vicino al sito di Vineland, che alimenta gli strumenti AI di Microsoft inclusa Copilot, non sono rassicurati. Tiffany Leone-Vespa ha detto al NYT: "Cosa abbiamo respirato da quando stanno facendo funzionare questi generatori senza permessi?" Steve Brown, un altro residente di lunga data, l'ha definita un'organizzazione "non chiedere il permesso, chiedi solo il perdono dopo". Il New Jersey ha più di 80 data center previsti o in costruzione, e ha recentemente approvato una legge che termina i crediti d'imposta per i data center, bloccando gli sviluppatori da un fondo che precedentemente offriva 250.000.000 di dollari in incentivi.

Metti insieme le tre storie e il pattern è chiaro. I fondi per la rete sono reali ma arretrati. L'esperimento orbitale è reale ma minuscolo. La multa del New Jersey è reale ma, come notano i residenti, piccola rispetto al capitale coinvolto. Nessuna di esse risolve la crisi di potenza e raffreddamento che le stesse proiezioni del settore descrivono.