Data centers de IA enfrentam um problema de calor

Autoria: Bloomberg Television · Assistir no YouTube

Vídeo de autoria do canal indicado, não da IANIA; todos os direitos pertencem ao criador. Transcrição, resumo e tradução gerados automaticamente; o conteúdo no idioma original é preservado na versão em idioma original.

Idioma original: inglês

Vídeo original: AI Data Centers Have a Heat Problem · Canal: Bloomberg Television · 04:13 · Assistir no YouTube

Tópicos: Governança e regulação de IA, Infraestrutura e hardware de IA

Resumo

O aumento do uso de energia por data centers, impulsionado pela expansão da IA, também eleva a quantidade de calor liberada no ambiente. Pesquisadores identificaram aumento de temperatura e plumas de calor perto de instalações no Arizona, com possíveis efeitos sobre bairros, custos de ar-condicionado e condições climáticas locais. Métodos de resfriamento envolvem escolhas entre consumo de água e de eletricidade. Uma alternativa é captar o calor residual e reutilizá-lo, prática adotada ou estudada em partes da Europa e dos Estados Unidos.

Pontos-chave

Imagens infravermelhas mostram que telhados de data centers podem atingir temperaturas muito altas.
Um estudo sobre uma instalação da CyrusOne no Arizona encontrou aumento de até quatro graus Fahrenheit a favor do vento e plumas de calor que se estendiam por até um terço de milha.
A adoção de chips de IA mais avançados está elevando o consumo de energia dos data centers.
Uma instalação pode consumir mais de 50 megawatts, quantidade suficiente para abastecer mais de 50 mil residências.
O calor residual pode aumentar a demanda por ar-condicionado e afetar os custos dos moradores próximos.
O resfriamento evaporativo consome muita água; o resfriamento a ar reduz esse consumo, mas usa mais energia.
Captar o calor residual e distribuí-lo por tubulações pode permitir seu uso em edifícios e residências.
Na União Europeia, data centers que consomem mais de um megawatt precisam avaliar a viabilidade de reutilizar o calor.

Capítulos

Início	Capítulo	Resumo
00:00	Calor dos data centers chega aos bairros	O vídeo apresenta a preocupação com o calor liberado pelos data centers e mostra imagens térmicas de uma instalação no Arizona.
01:09	Consumo de energia e efeitos locais	A expansão dos chips de IA aumenta o consumo energético, e o calor residual pode afetar temperaturas, demanda por ar-condicionado e clima local.
02:40	As escolhas de resfriamento	O resfriamento evaporativo consome água, enquanto o resfriamento a ar exige mais energia e pode pressionar as redes elétricas.
03:43	Reutilização do calor residual	O vídeo compara políticas europeias e norte-americanas e questiona se o calor dos novos data centers poderá ser aproveitado.

Citações

Não queremos um data center neste condado. — 00:00

Os data centers estão liberando enormes quantidades de calor na atmosfera. — 00:00

As temperaturas aumentaram até quatro graus Fahrenheit a favor do vento. — 01:09

Capture o calor residual, envie-o por tubulações subterrâneas e use-o para outros fins. — 03:13

O calor continuará aquecendo os bairros ou poderá ser aproveitado? — 04:13

Conceitos e entidades

waste heat (conceito): É o calor gerado como subproduto do consumo de energia nos data centers, que pode aquecer áreas próximas ou ser reaproveitado.
thermal infrared imagery (conceito): Imagens que representam temperaturas por meio de cores, usadas no vídeo para visualizar os pontos mais quentes de um data center.
evaporative cooling (conceito): Método de resfriamento que usa a evaporação da água e pode consumir grandes quantidades desse recurso.
air cooling (conceito): Método de resfriamento que evita o alto consumo de água, mas pode exigir mais energia.
urban heat islands (conceito): Áreas urbanas mais quentes que regiões próximas, fenômeno que o calor dos data centers pode agravar.
CyrusOne (empresa): Empresa responsável pelo data center no Arizona usado como exemplo nas imagens térmicas do vídeo.
Arizona State University (empresa): Universidade cujos pesquisadores estudaram quatro data centers mencionados no vídeo.
Microsoft (empresa): Empresa que, segundo o vídeo, fornece calor de data centers a 40% da segunda maior cidade da Finlândia.

Tradução completa (pt-BR)

00:00 - Não queremos um data center neste condado. A resistência ao enorme consumo de recursos exigido pelos data centers não pode ser ignorada. E, além das preocupações amplamente difundidas, há outro fator que literalmente está esquentando as coisas. - O que muita gente não sabe é que os data centers estão liberando enormes quantidades de calor na atmosfera, elevando as temperaturas do ar em bairros próximos.

00:37 O que vocês estão vendo neste vídeo são imagens térmicas infravermelhas que capturamos em um data center da CyrusOne, no Arizona. Elas mostram basicamente o quanto esses telhados podem esquentar. O roxo escuro representa as temperaturas mais baixas detectadas. Os amarelos e brancos mais brilhantes representam as temperaturas mais altas. - A Bloomberg capturou essas imagens para visualizar os pontos mais quentes deste data center, que foi um dos quatro estudados por pesquisadores da Arizona State University. - No data center da CyrusOne, eles descobriram

01:09 que as temperaturas aumentavam em até quatro graus Fahrenheit na direção para onde o vento soprava. Também descobriram que as plumas de calor se estendiam por até um terço de milha a partir dos limites das instalações. Os data centers existem há décadas. O que mudou, porém, é que o setor de tecnologia está migrando dos servidores convencionais para aqueles que hospedam chips de IA mais avançados. O consumo de energia deles está crescendo exponencialmente para acompanhar o boom da IA. - Até 2040, haverá 110 agrupamentos de data centers

01:39 nos EUA, e 99 estarão em áreas urbanas. Isso tem implicações preocupantes. - Uma única instalação de data center pode consumir mais de 50 megawatts de eletricidade. - Essa mesma quantidade de energia normalmente poderia abastecer mais de 50 mil residências. - Praticamente toda essa energia elétrica é convertida em energia térmica, ou calor residual. - E esse calor residual pode aumentar a demanda por ar-condicionado, potencialmente elevando os custos

02:09 para quem mora nas proximidades. - Além do custo, há também um impacto ambiental. As ilhas de calor urbanas podem afetar o clima local e regional. Elas podem alterar os níveis de umidade e de chuva, porque o ar quente proveniente da infraestrutura ajuda na formação de nuvens. - Para ser justo, qualquer tipo de desenvolvimento urbano pode elevar as temperaturas. Em Nova York, o ambiente construído é cerca de 10 graus mais quente do que as áreas mais arborizadas ao redor. - Outros tipos de indústria pesada, como siderúrgicas, também produzem emissões térmicas bastante elevadas.

02:40 A diferença é que, por serem consideradas indústrias pesadas, elas não são construídas perto de áreas povoadas ou urbanas. - Manter os data centers resfriados envolve concessões: ou dissipar o calor, consumindo eletricidade, ou manter tudo resfriado por meio do processo de evaporação. O resfriamento evaporativo tem sido um método popular, mas consome muita água. - Por isso, o resfriamento a ar é a opção preferida para data centers em locais que enfrentam escassez de água. É simplesmente melhor para o setor, diante da resistência ao enorme consumo de água.

03:13 Mas o resfriamento a ar também consome mais energia do que o resfriamento evaporativo, o que pode sobrecarregar as redes elétricas. - Mas há outra opção. Capturar o calor residual, enviá-lo para o subsolo por meio de tubulações e usá-lo para outras finalidades. - Na Finlândia, a Microsoft fornece calor de data centers para 40% da segunda maior cidade do país. A França e a Alemanha também exigem que o calor residual dos data centers seja distribuído para instalações públicas e privadas, e basicamente todos os países da União Europeia exigem

03:43 que todos os data centers que consumam mais de um megawatt de eletricidade investiguem a viabilidade de reutilizar o calor dos data centers. - Ao contrário da Europa, os EUA geralmente não oferecem incentivos para a reutilização do calor dos data centers, mas estão sendo elaboradas regulamentações estaduais sobre seu potencial. - Na Virgínia, por exemplo, os legisladores aprovaram em abril uma lei que exige que o estado investigue a viabilidade de recuperar o calor residual dos data centers para reutilizá-lo em outros edifícios e residências.

04:13 - Então, à medida que mais data centers surgem pelos EUA, a questão é: o calor deles continuará aquecendo os bairros ou poderá ser aproveitado?

Transcrição original

[00:00] - We do not want a data center in this county. Pushback over the enormous use of resources required by data centers can’t be ignored. And on top of the widely held concerns, lurks another factor, literally heating things up. - What many people don’t know is that the data centers, they’re releasing massive amounts of heat into the atmosphere, raising local air temperatures in nearby neighborhoods.

[00:37] What you’re seeing in this video is thermal infrared imagery that we took from a CyrusOne data center in Arizona. It’s basically showing just how hot these rooftops can get. The dark purple represents the lowest temperatures detected. The brightest yellows and whites represent the hottest temperatures. - Bloomberg captured this footage to visualize hotspots on this data center, which was one of four studied by Arizona State University researchers. - For the CyrusOne data center, they found

[01:09] that temperatures were increasing up to four degrees Fahrenheit downwind. They also found that heat plumes were extending up to a third of a mile from facility perimeters. Data centers have been around for decades. What’s different though is that the tech industry is shifting from standard servers to those hosting more advanced AI chips. Their power use is growing exponentially to keep up with the AI boom. - By 2040, there will be 110 data center

[01:39] clusters in the US, and 99 will be in urban areas. This has daunting implications. - A single data center facility can use over 50 megawatts of electricity. - That same amount of energy could typically power over 50,000 homes. - Virtually all of that electrical power is converted into thermal energy or waste heat. - And this waste heat can increase demand for air conditioning, potentially raising costs

[02:09] for people living nearby. - Aside from the cost, there’s an environmental impact. Urban heat islands can affect local to regional climates. They can alter humidity and rainfall levels because the warm air from the infrastructure helps the formation of clouds. - To be fair, any type of urban development can raise temperatures. In New York City, the built environment is about 10 degrees warmer than the leafier areas around it. - Other types of heavy industry like steel mills also produce pretty high thermal emissions.

[02:40] The difference is that since they’re considered heavy industry, they’re not built close to populated or urban areas. - Keeping data centers cool involves trade-offs, either vent it, eating up electricity, or keep things cool through the process of evaporation. Evaporative cooling has been a popular method, but it uses a lot of water. - This is why air cooling is the preferred choice for data centers in locations that are experiencing water stress. It’s just better for the industry because of the pushback from massive water consumption.

[03:13] But air cooling also uses more energy than evaporative cooling, which can stress power grids. - But there is another option. Capture the waste heat, send it underground through pipes and use it for other purposes. - In Finland, Microsoft is providing heat from data centers to 40% of Finland’s second largest city. France and Germany are also required to distribute waste heat from data centers to public and private facilities, and basically all countries in the European Union require

[03:43] all data centers that use over one megawatts of electricity to investigate the feasibility of data center heat reuse. - Unlike Europe, the US doesn’t generally incentivize reusing heat from data centers, but state regulations are being formed around its potential. - In Virginia, for example, lawmakers passed a law in April that requires the state to investigate the feasibility of waste heat recovery from data centers to reuse in other buildings and homes.

[04:13] - So as more data centers pop up around the US, the question is, will their heat continue to warm up neighborhoods or can it be put to work?