Chris Baraniuk, Reporter Teknologi
The Washington Post via Getty Images
Pusat Data Tak Bisa Berfungsi Tanpa Sistem Pendingin
Chip komputer di pusat data bekerja 24/7 dengan kecepatan tinggi dan menjadi sangat panas—namun mereka mendapat perlakuan yang sangat istimewa. Beberapa pada dasarnya tinggal di spa.
“Kami memiliki fluida yang naik lalu menyiram ke bawah, atau menetes ke bawah, ke sebuah komponen,” kata Jonathan Ballon, CEO perusahaan pendingin cair Iceotope. “Beberapa bagian akan disemprot.”
Dalam kasus lain, perangkat giat itu bersandar dalam bak berisi fluida yang bersirkulasi, yang mengangkut panas yang mereka hasilkan, memungkinkan mereka berfungsi pada kecepatan sangat tinggi, yang dikenal sebagai “overclocking”.
“Kami memiliki pelanggan yang melakukan overclocking sepanjang waktu karena risikonya nol untuk membuat server rusak terbakar,” ujar Ballon. Dia menambahkan bahwa satu klien, sebuah jaringan hotel di AS, berencana menggunakan panas dari server hotel untuk menghangatkan kamar tamu, laundry hotel, dan kolam renang.
Tanpa pendinginan, pusat data akan kolaps.
Pada November, kegagalan sistem pendingin di sebuah pusat data di AS membuat teknologi perdagangan keuangan offline di CME Group, operator bursa terbesar dunia. Perusahaan itu sejak itu telah menempatkan kapasitas pendingin tambahan untuk membantu mencegah terulangnya insiden ini.
Saat ini, permintaan akan pusat data sedang booming, didorong sebagian oleh pertumbuhan teknologi AI. Namun jumlah energi dan air yang sangat besar yang dikonsumsi banyak fasilitas ini membuat mereka semakin kontroversial.
Lebih dari 200 kelompok lingkungan di AS baru-baru ini menuntut moratorium pembangunan pusat data baru di negara tersebut. Namun ada beberapa perusahaan pusat data yang menyatakan ingin mengurangi dampak mereka.
Mereka memiliki insentif lain. Chip komputer pusat data menjadi semakin bertenaga. Begitu kuatnya sehingga banyak pihak di industri mengatakan metode pendinginan tradisional—seperti pendinginan udara, di mana kipas terus menerus mengembuskan udara ke komponen terpanas—sudah tidak lagi memadai untuk beberapa operasi.
Ballon menyadari meningkatnya kontroversi seputar pembangunan pusat data yang rakus energi. “Komunitas mulai menolak proyek-proyek ini,” katanya. “Kami membutuhkan daya dan air yang jauh lebih sedikit. Kami sama sekali tidak punya kipas—kami beroperasi secara senyap.”
Iceotope
Iceotope Klaim Teknologinya Bisa Potong Biaya Pendinginan Hingga 80%
Iceotope menyatakan pendekatan mereka terhadap pendinginan cair, yang dapat mendinginkan banyak komponen di pusat data, bukan hanya chip pemrosesan, dapat mengurangi kebutuhan energi terkait pendinginan hingga 80%.
Teknologi perusahaan ini menggunakan air untuk mendinginkan fluida berbasis minyak yang benar-benar berinteraksi dengan perangkat komputer. Tetapi air tetap berada dalam siklus tertutup, sehingga tidak perlu terus-menerus mengambil pasokan baru dari sumber lokal.
Saya bertanya apakah fluida berbasis minyak dalam sistem pendingin perusahaan berasal dari produk bahan bakar fosil dan dia mengatakan beberapa memang begitu, meski dia menekankan bahwa tidak ada yang mengandung PFAS, yang juga dikenal sebagai bahan kimia abadi, yang berbahaya bagi kesehatan manusia.
Beberapa teknologi pendingin pusat data berbasis cairan menggunakan refrigeran yang memang mengandung PFAS. Tidak hanya itu, banyak refrigeran menghasilkan gas rumah kaca yang sangat kuat, yang mengancam memperburuk perubahan iklim.
Sistem pendingin dua fase menggunakan refrigeran semacam itu, kata Yulin Wang, mantan analis teknologi senior di IDTechEx, sebuah firma riset pasar. Refrigeran awalnya berupa cairan tetapi panas dari komponen server menyebabkannya menguap menjadi gas dan perubahan fase ini menyerap banyak energi, artinya ini adalah cara efektif untuk mendinginkan sesuatu.
Dalam beberapa desain, teknologi pusat data sepenuhnya direndam dalam jumlah besar refrigeran yang mengandung PFAS. “Uap bisa keluar dari tangki,” tambah Wang. “Bisa jadi ada beberapa masalah keamanan.” Dalam kasus lain, refrigeran hanya dialirkan langsung ke komponen terpanas, yaitu chip komputer.
Beberapa perusahaan yang menawarkan pendinginan dua fase saat ini beralih ke refrigeran bebas PFAS.
Yulin Wang
Yulin Wang Peringatkan Masalah Keamanan dengan Beberapa Bahan Kimia Pendingin
Selama bertahun-tahun, perusahaan-perusahaan telah bereksperimen dengan pendekatan pendinginan yang sangat berbeda, dalam perlombaan menemukan cara terbaik untuk menjaga perangkat pusat data berfungsi optimal.
Microsoft terkenal pernah menenggelamkan wadah berbentuk tabung penuh server ke laut lepas Orkney, misalnya. Ide awalnya adalah air laut Skotlandia yang dingin akan meningkatkan efisiensi sistem pendingin berbasis udara di dalam perangkat.
Tahun lalu, Microsoft mengonfirmasi telah menghentikan proyek tersebut. Tetapi perusahaan telah belajar banyak darinya, kata Alistair Speirs, General Manager Infrastruktur Global di grup bisnis Microsoft Azure. “Tanpa operator [manusia], lebih sedikit hal yang salah—itu memberikan informasi bagi beberapa prosedur operasional kami,” ujarnya. Pusat data yang lebih sedikit memerlukan campur tangan manusia tampaknya lebih andal.
Temuan awal menunjukkan pusat data bawah laut memiliki nilai efektivitas penggunaan daya, atau PUE, sebesar 1,07—menunjukkan bahwa ia jauh lebih efisien daripada sebagian besar pusat data darat. Dan ia membutuhkan air nol liter.
Tetapi pada akhirnya, Microsoft menyimpulkan bahwa aspek ekonomi dari membangun dan memelihara pusat data bawah laut tidak terlalu menguntungkan.
Perusahaan masih mengerjakan ide pendinginan berbasis cairan, termasuk mikrofluidika, di mana saluran cairan kecil mengalir melalui banyak lapisan chip silikon. “Anda bisa membayangkan labirin pendinginan cair melalui silikon dalam skala nanometer,” kata Speirs.
Para peneliti juga mengembangkan ide-ide lain.
Pada Juli, Renkun Chen dari University of California San Diego dan rekan-rekannya mempublikasikan makalah yang merinci ide mereka untuk teknologi pendingin berbasis membran berpori yang dapat membantu mendinginkan chip secara pasif—tanpa perlu memompa fluida atau mengembuskan udara secara aktif.
“Pada dasarnya, Anda menggunakan panas untuk menyediakan tenaga pemompaan,” kata Prof. Chen. Dia membandingkannya dengan proses di mana air menguap dari daun pohon, menginduksi efek pemompaan yang menarik lebih banyak air melalui batang dan cabang tanaman untuk mengisi ulang daun. Prof Chen menyatakan harapannya untuk mengkomersialisasikan teknologi tersebut.
Sasha Luccioni, pemimpin bidang AI dan iklim di Hugging Face—sebuah perusahaan *machine learning*—menyebutkan bahwa metode baru untuk mendinginkan teknologi pusat data semakin banyak dicari. Hal ini sebagian didorong oleh permintaan terhadap AI, termasuk AI generatif atau model bahasa besar (LLM), yakni sistem yang menggerakkan chatbot. Dalam penelitian sebelumnya, Dr. Luccioni telah menunjukkan bahwa teknologi semacam ini menghabiskan energi yang sangat besar.
“Jika model yang digunakan sangat intensif energi, maka sistem pendinginannya pun harus ditingkatkan,” ujarnya.
Model penalaran (*reasoning models*), yang menjelaskan outputnya melalui banyak tahap, bahkan lebih menuntut lagi, tambahnya. Model tersebut menggunakan “ratusan atau ribuan kali lebih banyak energi” dibandingkan chatbot standar yang hanya menjawab pertanyaan. Dr. Luccioni menyerukan transparansi yang lebih besar dari perusahaan-perusahaan AI terkait konsumsi energi berbagai produk mereka.
Bagi Mr. Ballon, LLM hanyalah satu bentuk AI—dan ia berpendapat bahwa model tersebut sudah “mencapai batasnya” dalam hal produktivitas.
*More Technology of Business*