Nieuwe, door AI gedreven technologieën vragen veel computercapaciteit en vermogen. Dat betekent dat we in de toekomst meer rekenkracht en daarmee ook meer datacenters nodig hebben om aan de vraag te kunnen blijven voldoen. Volgens Ricardo Poortvliet, manager tender & design office bij Unica Datacenters, is de datacentermarkt enorm aan het innoveren om een digitale én duurzame toekomst mogelijk te maken. Een veelbelovende ontwikkeling is liquid cooling.
Nederland telt momenteel bijna 120 datacenters, variërend van hyperscalers van techgiganten tot kleine datacenters van telecombedrijven. Al deze datacenters samen vormen de digitale ruggengraat van bijna alle organisaties en inwoners in Nederland. Digitale toepassingen zijn min of meer een nutsvoorziening geworden, vergelijkbaar met water en elektriciteit.
Duurzaamheidsgedachte
Dat betekent overigens niet dat datacenters erg populair zijn. In de 4 jaar dat Ricardo Poortvliet voor Unica Datacenters werkt, heeft hij alle vooroordelen voorbij horen komen. Toch ziet hij positieve ontwikkelingen in zijn vakgebied: “Vroeger had elke organisatie een eigen server met wat lokale opslagcapaciteit. Al die apparaten bij elkaar verbruikten veel stroom en hadden allemaal een eigen decentraal geplaatste, inefficiënte koeling. Datacenters zijn ontstaan vanuit de duurzaamheidsgedachte dat het veel energie-efficiënter zou zijn om al die servers ergens centraal onder te brengen. In een datacenter worden de elektriciteitsvoorziening en koeling van bedrijf-kritische ICT-apparatuur collectief geregeld. Daarnaast garanderen datacenters 24/7 connectiviteit, fysieke én cyberveiligheid. Het belang daarvan neemt alleen maar toe. Zodoende zijn datacenters van groot belang voor het bedrijfsleven en de overheid.”
Capaciteit
Hoe betrouwbaar en efficiënt datacenters ook zijn, feit is natuurlijk dat ze veel elektriciteit nodig hebben om alles naar behoren te laten werken. Dan helpt het niet dat het huidige stroomnet op veel plaatsen aan zijn maximale capaciteit zit. Netcongestie is een van de redenen waarom Ricardo niet verwacht dat er op korte termijn veel nieuwe datacenters bij zullen komen. Maar dat kan volgens hem in de komende jaren voor problemen gaan zorgen. “Nieuwe, door AI gedreven technologieën vragen veel meer computercapaciteit dan een simpel mailtje versturen. ‘Zwaardere’ ICT-systemen en -processen hebben dus ook meer vermogen nodig. Dat betekent dat we in de toekomst niet minder, maar juist méér rekencapaciteit en daarmee meer datacenters nodig hebben om aan de vraag te kunnen blijven voldoen. Er is immers niemand die nog zonder Teams, Whatsapp, digitalisering en robotisering via AI wil.”
Innovatie
Het goede nieuws is dat de datacentermarkt, waaronder Unica Datacenters, innoveert om een digitale én duurzame toekomst mogelijk te maken. “Met name de laatste jaren zijn datacenters veel energie-efficiënter geworden”, vertelt Ricardo. “Dat is ook te danken aan steeds strengere wet- en regelgeving. De energie-efficiëntie van een datacenter mag nu maximaal 1,2 PUE (Power Usage Effectiveness – red.) zijn. Dit zal de komende jaren verder worden aangescherpt naar 1,15 of nog lager. Daarnaast is de markt zelf ook op zoek naar energiebesparende, duurzame technologieën, zoals manieren om restwarmte te hergebruiken. Bijvoorbeeld voor de verwarming van naastgelegen woningen en gebouwen. Deze ontwikkeling wordt eveneens aangewakkerd door AI. Ricardo: “Vroeger was de temperatuur in een datazaal zo’n 17 à 18 graden. Het was toen het meest duurzaam om de zaaltemperatuur te verhogen, omdat je vrije koeling zo maximaal kon uitnutten. Bij een hogere temperatuur kan immers meer warmte aan de buitenlucht worden afgegeven en hoef je dus minder diep te koelen. Maar sinds de komst van AI genereren servers meer warmte en ‘hotspots’, plekken die zonder koeling oververhit kunnen raken. De zaaltemperatuur loopt nu al snel op naar 28 tot wel 40 graden Celsius, waardoor we tegen de limieten voor ophogen aanzitten. Dit heeft met name te maken met de werkbaarheid voor personeel op zaal en het versneld ‘verouderen’ van elektrotechnische systemen in hogere omgevingstemperaturen.”
Liquid cooling
Als aanvulling op vrije koeling maken veel datacenters daarom gebruik van adiabatische koeling, oftewel koeling door verdamping. Dit gebeurt bijvoorbeeld door gebruik te maken van proceswater of via een koppeling met een wko-installatie. “Deze vorm van koeling heeft een positief effect op het elektriciteitsverbruik, maar een negatief effect op het (drink)waterverbruik”, zegt Ricardo. “Daarom is een betere, duurzame oplossing nodig, die zowel het elektriciteits- als het (drink)waterverbruik vermindert. Zo is liquid cooling tot ontwikkeling gekomen. Dit is een gesloten koelvloeistofsysteem op basis van zero waste. Met liquid cooling kun je via slangetjes specifieke hotspots koelen – Direct-to-Chip – of componenten van servers en racks onderdompelen in een diëlektrische vloeistof – Immersion cooling. Momenteel is nog een derde optie in ontwikkeling, waarbij met gesloten cassettes wordt gewerkt. Het voordeel daarvan is dat je geen grote hoeveelheden ‘losse slangetjes’ hoeft aan te brengen. En dat er geen grote hoeveelheden vloeistof op de datavloer aanwezig zijn.”
Immersion Cooling systeem, bron: Wikipedia
IT en warmte
De technologie voor vloeistof gekoelde servers bestaat al vrij lang. Waarom worden de mogelijkheden van liquid cooling in datacenters dan nu pas onderzocht? Het antwoord op die vraag is volgens Ricardo simpel: “Er is een zekere huiver om elektriciteitskabels en vloeistof bij elkaar te brengen. Toch zien we dat steeds meer leveranciers van IT-apparatuur systemen in vloeistof testen om te bepalen wat op langere termijn de impact op de apparatuur is. Daarnaast zijn datacenterbeheerders zich steeds meer bewust van de ontwikkeling van AI. Het hogere vermogen per vierkante meter leidt tot de conclusie dat naar alternatieve technieken gekeken moet worden. Oftewel, nood breekt wet.”
Naast de mogelijkheid om meer vermogen per vierkante meter te kunnen huizen biedt liquid cooling nog een ander voordeel. ”Omdat de retourtemperatuur tot 40 graden wordt, stijgt de exergie”, zegt Ricardo. “Dat wil zeggen dat er meer nuttig inzetbare energie vrijkomt uit een datacenter, die gebruikt kan worden om bijvoorbeeld een stadsverwarmingsnet op aan te sluiten. Zo kunnen datacenters zelfs een onmisbaar onderdeel worden van onze energie-infrastructuur. Primair blijven ze voorzien in een stabiele IT-omgeving, maar daarnaast leveren ze ook een constante onderstroom van warmte.”
Hybride oplossing
Volgens Ricardo kan liquid cooling de datacentermarkt en supply chain flink op zijn kop zetten.
“Vloeistofkoeling heeft de toekomst. Het alternatief is namelijk dat datacenters steeds meer elektriciteit en water nodig hebben en dat is onwenselijk. Overigens zal luchtkoeling voorlopig een belangrijke rol blijven spelen, zodat er waarschijnlijk een hybride systeem zal ontstaan. Verschillende startups werken hard aan een duurzame en schaalbare oplossing.” Ricardo besluit: “De datacentermarkt is volop in beweging en dat is superinteressant om mee te maken. Ik ben ontzettend benieuwd waar we over tien jaar staan.”