Geen sprint, maar een marathon: de evolutie van efficiëntie in datacenters
- AI vraagt om meer rekenkracht en efficiënte koeling in datacenters
- Milieu-impact draait om méér dan alleen PUE
- Hergebruik, levensduur en gebruik van restwarmte worden steeds belangrijker
- Lees ook: Nederland datacenterland: Amsterdam staat met energieverbruik in top 20 wereldwijd
Vloeistofkoeling voert warmte efficiënter af dan luchtkoeling
Shutterstock
Energiebewuste datacenters worden belangrijker dan ooit tevoren. Met het exponentiële stroomverbruik van datacenters, mede veroorzaakt door Artificial Intelligence (AI), staat de industrie voor ingrijpende keuzes. Hoe vertaal je ambitie naar concrete actie in zo’n complexe omgeving als de datacenterindustrie? Hieronder staan de belangrijke trends en dilemma’s die de route naar efficiëntere datacenters bepalen.
Vijftien jaar geleden was efficiëntie in datacenters vooral een ambitie. De eerste stappen kwamen vanuit bouwvergunningseisen op regionaal niveau, met eisen voor energie-efficiëntie. Sinds vorig jaar geldt de Europese Energie-Efficiëntie Richtlijn, een EU-brede verplichting om energieprestaties van grote energie-intensieve bedrijven, waaronder datacenters, te meten en rapporteren.
Een cruciaal instrument dat opkwam om energieprestaties in datacenters te meten, is Power Usage Effectiveness (PUE): een internationaal gebruikte maatstaf waarmee de energie-efficiëntie van datacenters inzichtelijk wordt gemaakt. PUE drukt de verhouding tussen de totaal verbruikte stroom en de nodige stroom voor IT-apparatuur uit. Hoe lager de PUE, hoe energie-efficiënter het datacenter.
Verder kijken dan de PUE
Vandaag de dag is de industrie verder ontwikkeld, wat bijdraagt aan een lage PUE. De vraag is nu: welke nieuwe trends en dilemma’s bepalen de toekomst van datacenters?
Hoewel de PUE een belangrijke graadmeter blijft, zegt het cijfer niet alles over de daadwerkelijke milieu-impact. Daarom kijken datacenters steeds vaker naar het bredere perspectief. Een koelstrategie kan bijvoorbeeld een uitstekende PUE hebben, maar tegelijkertijd ook veel water verbruiken en dus een lage Water Usage Effectiveness (WUE) hebben.
Wat is hier de meest efficiënte keuze?
Dat hangt af van het totale plaatje: is de winst in energie-efficiëntie het nadeel van het hogere waterverbruik waard? Uiteindelijk draait de keuze om een integrale afweging van PUE, WUE, (in)directe emissies en levensduur van materiaal.
De verborgen voetafdruk
Zo krijgt ook hardware steeds meer aandacht. In de datacenterindustrie geldt er een hoge vervangingscyclus van hardware. Maar elke nieuwe server, elk component en elke batterij bevat embedded carbon: de CO₂-uitstoot bij het winnen van de grondstoffen, productie, transport, assemblage en verwerking.
Dit zijn emissies die vaak gemakkelijk over het hoofd worden gezien, maar wel een groot deel van de totale milieu-impact vormen. De vraag is dus: vervang je vroegtijdig je apparatuur met duurzamere nieuwe technologie of verleng je de levensduur van bestaande apparatuur? In de praktijk zie je meestal dat verlenging vaak de meest verantwoorde optie is, mits ondersteund door goed onderhoud, reparatie en hergebruik van onderdelen. Nieuwe technologie loont pas echt wanneer het een significante sprong in efficiëntie oplevert.
Koeling: efficiëntie versus de CO₂-voetafdruk
Traditionele koelmiddelen zijn vaak zeer efficiënt. Alternatieven zoals HFO’s (hydrofluoro-olefinen) beperken directe emissies ten opzichte van traditionele koelmiddelen, maar kunnen minder energie-efficiënt uitpakken.
Toch kiezen steeds meer datacenters voor laag-GWP alternatieven, omdat ze op de lange termijn bijdragen aan een lagere totale CO₂-voetafdruk. Daarmee vinden datacenters een balans tussen het behouden van efficiëntie en het verlagen van hun energieconsumptie.
Restwarmte benutten
Naast koeling is warmtebeheer van belang. Wat vroeger vooral als afvalproduct werd gezien, begint nu op te komen als herbruikbare grondstof: restwarmte. Datacenters koppelen zich steeds vaker aan warmtenetten of werken samen met bedrijven in de buurt om hun restwarmte nuttig in te zetten. Zo kunnen huizen en bedrijven (deels) worden verwarmd met minder primair gas- of elektriciteitsverbruik. Voor datacenters ondersteunt dit hun duurzaamheidsgerelateerde rapportage, omdat de restwarmte niet meer verloren gaat, én het draagt bij aan een circulaire economie.
Het energienet ontlasten
Samenwerking wordt eveneens belangrijker voor het gehele energienet in Nederland. Datacenters hebben altijd reservecapaciteit en back-upsystemen. Door zich op piekmomenten tijdelijk van het energienet te ontkoppelen en op eigen reserves te draaien, helpen zij het net te ontlasten.
In landen als Noorwegen en Denemarken bestaan al projecten waarin datacenters actief bijdragen aan het balanceren van de energievraag. In Nederland wordt dit momenteel ook al verkend in pilots en in overleg met netbeheerders.
AI als katalysator
De laatste, en misschien wel meest ingrijpende, trend voor datacenters is de opkomst van AI. AI-hardware drijft de vermogensdichtheid op en bevat vaak tien tot twintig keer meer rekenkracht in één rack dan een traditionele serverconfiguratie. Dat klinkt betrouwbaar, maar er zit ook een keerzijde aan: al die rekenkracht op zo’n klein oppervlak genereert extreem veel warmte, en daarvoor is veel meer efficiënte koeling nodig.
De sleutel ligt in (direct-to-chip) vloeistofkoeling. Deze technologie voert warmte aanzienlijk efficiënter af dan luchtkoeling en ondersteunt betrouwbare high-density workloads. Met oplossingen zoals liquid cooling ‘coolant distribution units’ (CDUs) en rear-door heat exchangers kunnen ook bestaande datacenters gefaseerd opschalen naar AI-capaciteit, zonder ingrijpende verbouwingen.
Zo dwingt AI de industrie om nieuwe ontwerpen, technologieën en energiebeheeroplossingen te ontwikkelen die speciaal zijn afgestemd op de hoge dichtheid en eisen van AI-hardware. In de toekomst kunnen we een nieuwe generatie datacenters verwachten die hogere vermogensdichtheden combineren met verbeteringen in energie- en waterefficiëntie, met AI als katalysator.
Steeds efficiënter
De beweging naar energie- en materiaalefficiëntere datacenters is geen sprint, maar een marathon. En waar we begonnen met een focus op de PUE, draait het tegenwoordig om het vinden van balans: tussen efficiëntie en innovatie, tussen vandaag en morgen. Die continue verfijning maakt de sector steeds verantwoordelijker en efficiënter.
Reacties
Om een reactie achter te laten is een account vereist.
Inloggen Word abonnee