Az adatközpontok energiafogyasztása a mesterségesintelligencia-robbanás előtt is meredeken emelkedett, az utóbbi években viszont minden korábbinál magasabb, és nagyvállalatok vállalásai ellenére, ha nem találnak átfogó megoldást, a tendencia folytatódni fog, miközben a klímaváltozás hatásait már most nagyon, nyaranta egyre inkább érezzük. Nem közeli vagy távoli jövő, hanem jelenvalóság. És a folyamatos alternatívakeresés sem véletlen.
Az MI-versenyben a napokban vezettek be a modellek összehasonlításánál fontos új mércét (benchmark): az energiafogyasztást. Egyértelmű, mit mérnek vele, például, hogy egy nagy nyelvmodell (large language model, LLM) vagy ajánlómotor betanításához mennyi áramra van szükség.
Ha túlmelegszenek, meghibásodhatnak a számítógépek. Ezt elkerülendő, hűtésüket gyakran energiafaló ventillátorok végzik. Egy 2023-as tanulmány kimutatta: az adatközponti szerverek túlmelegedésének megakadályozásához szükséges energia a központ teljes energiafogyasztásának harminc-negyven százaléka, ami brutálisan magas.
Jobb az olaj, mint a víz
Amerikai mérnökök, hogy szuperszámítógépes processzorok közelében lévő csöveken keringettek vizet. Azért tettek így, mert mivel a folyadékok sokkal sűrűbbek a levegőnél, hatékonyabban vonják el a hőt.
Csakhogy a vízhűtés szintén problémás. A számítógépek hőjét tartalmazó víz általában hűtőtornyokba kerül, az ottani külön vízellátást légkörben párolgó köddé alakítja. Egy döbbenetes szám: 2022-ben a Google adatközpontjai kb. tizenkilencmilliárd édesvizet használtak el hűtésre!
Számítógépes rendszerek hűtése
Elektronikát és folyadékokat általában nem kevernek egymással, most viszont a világ két különböző pontján mutatták meg kutatók, hogy adatközpontok gépeinél – túl a vízen – speciális folyadékokba merítve, igenis hatékony a merülő-hűtés. Szakértői vélemények alapján a legjobb.
Két (egy szingapúri és egy amerikai-spanyol) kutatás szemléltette, hogy a merülő-hűtés vagy teljes adatközpontok olajba borítása az alternatíva. Az olaj se nem vezetőképes, se nem korrozív, így rövidzárlat és más károsodás veszélye nélkül, közvetlen kapcsolatba kerülhet az elektronikával. A technológiával felére csökkenthető az energiafogyasztás – állítják a merülő-hűtésre specializálódott szingapúri Sustainable Metal Cloud (Fenntartható Fém-felhő, SMC) szakemberei. Be is bizonyították, tehát személyes felelősségüknek érzik a technológia globális elterjesztését.
Made in Singapore
Az SMC olaja az általánosan használt autó-kenőanyag polialfa-olefin. Az olajat lassan nyomja át a lemerült szervereken, lehetővé téve a valóban eredményes hőátadást.
A szingapúri mérnökök kitalálták, milyen módosításokat kell végezniük a szervereken, hogy hosszútávon kompatibilisek legyenek az új hűtőmódszerrel: eltávolították a beépített ventillátorokat, kiiktatták a chipeket hőelvezetőikhez kötő, olajban lebomló termikusinterfész-anyagokat.
Tökéletes működési környezetet teremtettek számítógépeknek: se por, se mozgás, se rezgés, se ventillátorok. A kutatók ideális működési hőmérsékletről beszéltek.
Mesterségesintelligencia-funkciók energiafogyasztása
A rendszer neve HyperCubes (hiperkockák), tizenkettő-tizenhat olajtartályból állnak, mindegyikszervernek ad otthont. A szerverek a tartályok közötti közönséges összeköttetéseken keresztül kapcsolódnak egymáshoz, az egyik tartályban lévő olajból a másikba hurkolva, és így tovább. Szerverszinten a teljes energiahasználat húsz-harminc százaléka takarítható meg így.
De a vállalat nem állt meg itt, mert az egész helyszínre kiterjedő hőcserélő rendszereket, mindegyik hiperkockához egyet épít. Miattuk nincs szükség központi légkondicionálásra, ami további mínusz húsz százalék fogyasztás. A hiperkockák és a hőcserélők kombinációját MI Gyáraknak (AI Factories) nevezik.
Az első hiperkockát még 2019-ben telepítették Tasmaniában, azóta tizennégy másikat Ausztráliában, az első tényleges – a számítási felhőn keresztül elérhető – „MI gyárat” pedig 2022-ben, Szingapúrban.
Új-Mexikó, Egyesült Államok
A szingapúri kutatással párhuzamosan, május óta az új-mexikói Sandia Nemzeti Laboratórium is teszteli a merülő-hűtést. Független értékelést kívántak végezni, az előnyök mellett a hátrányokat is ki akarták mutatni. A barcelonai Submer Technologies szintetikus, biológiailag lebomló, nem mérgező, nem gyúlékony és nem korrozív, élelmiszer-minőségű összetevők felhasználásával készített folyadékával dolgoztak.
Merülő-hűtés
A teszteken teljes számítógép-rendszereket a folyadékkal teli merülőtartályokba tették. Az egyenletes hűtést az összes hő felfogásával érik el. Megfelelő hőmérséklet-különbség mellett a hűtőfolyadék minden hője a szabad levegőbe kerül.
A Submet szerint a merülő hűtőrendszerek kilencven százalékkal hatékonyabbak a hagyományos hűtéstechnikáknál, az energiafogyasztás pedig kb. hetven százalékkal csökken, bónuszként téli hónapokban épületek is melegíthetők vele. Az alkatrészek sokkal ritkábban hibásodnak meg, és szerencsére a csere sem túl bonyolult. Ventillátorok hiányában zaj sincs, sőt, mintha ott sem lenne az adatközpont. A Sandia-tesztek júliusban fejeződnek be, az eredményeket augusztusban közlik.
.
Képek: Sandia, SMC
