В минувшем году мы хихикали над предложением властей Великобритании бороться с дефицитом воды через удаление email-писем — мол, их хранение

В минувшем году мы хихикали над предложением властей Великобритании бороться с дефицитом воды через удаление email-писем — мол, их хранение на серверах требует охлаждения, а значит, и воды. История получила неожиданное продолжение: Microsoft строит в Висконсине новый ЦОД для ИИ, и местные жители опасаются, что он будет забирать воду из озера Мичиган. Компания заверяет, что система будет замкнутой, и мы склонны верить — современные дата-центры всё чаще отказываются от водозабора.

В новом выпуск нашей рубрики #контекст, где мы рассказываем о технологических трендах через призму конкретных кейсов — сегодня говорим о ЦОДах и их вечной проблеме с охлаждением.

Проблема охлаждения — одна из ключевых в индустрии. Железо потребляет энергию, выделяет тепло, а перегрев ведет к сбоям. Но и охлаждение требует энергии — вот и замкнутый круг. Его описывают метрикой PUE (Power Usage Effectiveness) — отношение всей энергии ЦОДа к энергии, ушедшей непосредственно на вычисления. Идеал — 1.0, но на практике даже у продвинутых ЦОДов PUE колеблется между 1.1 и 1.3. Второй важный показатель — WUE (Water Usage Effectiveness), объем воды на единицу энергии IT-оборудования. IT-гиганты избегают истощать местные ресурсы — скандалы вроде «ЦОД Google забирает столько же воды, сколько город на 23 тыс. жителей» бьют по репутации.

Рынок систем охлаждения для ЦОДов оценили в $22,1 млрд в 2024 году — скромно на фоне общих $347 млрд у рынка ЦОДов, но темпы роста выше: 16,4% против 11,2%. Некоторые игроки выбирают консолидацию: например, «Ядро» купило долю в «КБ Борей», а Schneider Electric — в американской Motivair Corporation, занимающейся жидкостным охлаждением. Оно, кстати, потихоньку становится новой нормой в сфере кондиционирования.

Но самым элементарным и распространенным остается базовый уровень охлаждения: воздушный, с фрикулингом. При нем используется холодный наружный воздух вместо энергозатратных чиллеров. Google и Microsoft активно строят ЦОДы в Скандинавии, где «халявного» холода в избытке. А избыточное тепло идет на обогрев домов.

Для высоких нагрузок (особенно ИИ) переходят на прямое жидкостное охлаждение: теплоотводящие пластины монтируются на процессоры и GPU, эффективность в 10-20 раз выше. NVIDIA и Intel уже проектируют серверы под жидкость. Самый радикальный метод — иммерсионное охлаждение, с погружением серверов в диэлектрическую жидкость. Доходит до помещения ЦОДов под воду — пионером был проект Microsoft Natick. Но его свернули.

В тренде — гибридные системы и AI-оптимизация: Google использует машинное обучение, снижая энергозатраты на охлаждение на 40%. Перспективно и повторное использование тепла — например, обогрев домов от ЦОДов в Скандинавии. На горизонте — криогенные системы на жидком азоте для квантовых компьютеров и новые материалы вроде кремний-карбида для теплоотвода.

Но ясно одно: с ростом мощностей ИИ гонка за лучшим охлаждением будут только обостряться.