La intel·ligència artificial (IA) està en el centre d'una revolució tecnològica que promet canviar la manera en què treballem, vivim i entenem el món. Tanmateix, darrere de l'espectacular avenç de models que aprenen, prediuen i creen amb una velocitat impressionant, hi ha un problema menys visible, però crític: la refrigeració dels sistemes que fan possible tot això. Aquest desafiament tècnic, que sembla un detall menor, té enormes implicacions econòmiques, tecnològiques i mediambientals.

Per entendre el problema, imaginem un ordinador normal, com el que qualsevol podria tenir a casa. Quan s'utilitza per a tasques exigents, com jugar a videojocs o editar vídeos, aquest s'escalfa, perquè els xips que realitzen els càlculs generen calor mentre treballen. Ara, multipliquem aquesta demanda per milers, fins i tot milions, i serem a prop d'imaginar el que passa en un centre de dades. Un centre de dades és un edifici ple de milers d'ordinadors que processen els algoritmes d'IA, i generen una quantitat de calor tan alta que, si no es controla, pot fer malbé els equips.

El sistema de refrigeració pot consumir fins un 40% de l'energia total d'un centre de dades

Actualment, la majoria dels centres de dades utilitzen sistemes de refrigeració per aire. Això significa que grans ventiladors empenyen aire fred per dissipar la calor. Encara que aquest mètode funciona, no és el més eficient. Els ventiladors necessiten molta energia per moure l'aire, i com més potents són els xips, més calor generen, cosa que obliga a utilitzar sistemes més grans i costosos. Segons els càlculs actuals, el sistema de refrigeració pot consumir fins un 40% de l'energia total d'un centre de dades.

Refrigeració líquida: el present i el futur immediat

Aquí entra en joc la refrigeració líquida, una tecnologia que, en lloc d'utilitzar aire, utilitza líquids com l'aigua o refrigerants especials per absorbir la calor. Aquests són millors que l'aire a l'hora de transportar calor; de fet, poden ser fins i tot 1.000 vegades més eficients. En un sistema de refrigeració líquida, aquest circula a través de tubs que estan en contacte directe amb els xips, absorbint la calor i transportant-la fora del sistema.

Alguns centres de dades van adoptar aquesta tecnologia perquè té diversos avantatges. D'una banda, redueix el consum energètic total. Si bé la instal·lació inicial d'un sistema de refrigeració líquida és més cara, l'estalvi compensa aquesta inversió. Per donar un exemple concret, un sistema de refrigeració líquida redueix el consum energètic d'un centre de dades en un 30% en comparació amb la d'aire. Això implica un impacte mediambiental menor, un punt clau en un món on la sostenibilitat és una prioritat global.

L'impacte de Blackwell i els futurs desafiaments

Nvidia, un dels principals fabricants de xips per a IA, desenvolupa la seva pròxima generació de xips, coneguda com a arquitectura Blackwell. Aquests seran encara més potents que els actuals, capaços de realitzar càlculs més ràpids i complexos. Tanmateix, això implica un nou problema: la generació de calor serà més gran.

S'estima que un sol xip Blackwell genera fins un 20% més de calor que el seu predecessor. Això significa que els centres de dades que utilitzin aquests xips necessitaran sistemes de refrigeració encara més avançats. Molts en la indústria veuen això com un punt d'inflexió que accelerarà l'adopció de la refrigeració líquida, ja que la refrigeració per aire simplement no serà capaç d'assumir aquestes noves demandes tèrmiques de manera eficient.

Noves idees per a la refrigeració

Malgrat els avenços actuals, encara hi ha espai per innovar. Una possibilitat és l'ús de materials de canvi de fase. Aquests materials, com l'aigua, canvien d'estat (de sòlid a líquid, o de líquid a gas) quan absorbeixen calor. Per exemple, en fondre's, un material de canvi de fase pot absorbir grans quantitats de calor, la qual cosa el converteix en una solució potencial per als xips més calents. Imaginem un sistema on aquests materials s'integrin directament als xips: absorbeixen la calor generada i el dissipen sense necessitat de ventiladors o líquids addicionals.

La refrigeració líquida redueix el consum energètic d'un centre de dades un 30% en comparació amb la d'aire, però encara hi ha espai per innovar

Una altra idea prometedora és aprofitar la calor residual. En lloc de malgastar-la, aquesta calor podria utilitzar-se per alimentar altres sistemes, com escalfar oficines properes o fins i tot generar electricitat mitjançant turbines tèrmiques. També s'exploren tecnologies com la nanotecnologia, que permetria crear recobriments ultrafins als xips per dirigir la calor cap a zones on pugui eliminar-se més fàcilment.

Finalment, els centres de dades podrien redissenyar-se per incorporar sistemes de refrigeració passiva. Això significa construir-los en llocs on les condicions climàtiques siguin naturalment fredes, com Islàndia o Finlàndia, i aprofitar els corrents d'aire naturals per reduir la necessitat de sistemes mecànics.

Qui guanya i qui perd?

La transició cap a tecnologies de refrigeració més avançades té guanyadors i perdedors clars. D'una banda, les empreses que fabriquen equips de refrigeració líquida, com Asetek o CoolIT Systems, estan ben posicionades per beneficiar-se d'aquesta tendència. També ho estan els proveïdors de materials avançats, com els que desenvolupen materials de canvi de fase o nanotecnologia aplicada a la refrigeració. A més, les empreses de centres de dades que adoptin aquestes tecnologies reduiran els seus costos operatius i guanyaran un avantatge competitiu.

D'altra banda, els fabricants de sistemes de refrigeració per aire tradicionals, com Vertiv, s'enfrontaran a una disminució en la demanda si no s'adapten a temps. El mateix passa amb les companyies elèctriques, que depenen dels alts consums d'energia dels centres de dades: si la refrigeració líquida redueix el consum total, aquestes empreses veuran menors ingressos al sector.

La cursa per refredar el futur de la IA no només és un desafiament tècnic, sinó també una oportunitat econòmica i tecnològica

En termes més generals, els països que liderin l'adopció d'aquestes tecnologies també se'n beneficiaran econòmicament, atraient inversions en centres de dades més eficients i sostenibles. Alhora, els països que depenguin de tecnologies més antigues quedaran endarrerits, enfrontant més costos i un impacte mediambiental més significatiu.

Una solució sostenible i econòmica

Al contrari del que molts pensen, les demandes creixents de refrigeració en els sistemes d'IA no necessàriament impliquen un augment en el consum energètic. De fet, la transició cap a tecnologies més eficients, com la refrigeració líquida, reduirà el consum total, fent que la IA sigui més sostenible tant econòmicament com mediambientalment. La cursa per refredar el futur de la IA no només és un desafiament tècnic, sinó també una oportunitat econòmica i tecnològica per als qui sàpiguen aprofitar-la.

Les coses com són.