Nvidia เปิดตัวระบบระบายความร้อนใหม่ ลดการใช้น้ำใน Data Center

Nvidia ประกาศเปิดตัวระบบระบายความร้อนด้วยน้ำอุ่น (Warm-water cooling system) สำหรับ ดาต้าเซ็นเตอร์ AI โดยบริษัทมั่นใจว่านวัตกรรมนี้จะช่วยลดปริมาณการใช้น้ำของศูนย์ปฏิบัติการลงได้อย่างมหาศาล

 

จอช พาร์กเกอร์ ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายความยั่งยืนของ Nvidia เปิดเผยกับสำนักข่าวต่างประเทศว่า บริษัทสามารถแก้ไขความท้าทายเรื่องการใช้น้ำสำหรับศูนย์ข้อมูลได้เป็นส่วนใหญ่แล้ว

 

นวัตกรรม Nvidia กับการประหยัดน้ำภายในพื้นที่ปฏิบัติการ

 

หากพิจารณาเฉพาะระดับศูนย์ปฏิบัติการจริง นวัตกรรม Nvidia สามารถทำงานได้ตามที่บริษัทกล่าวอ้าง ระบบดังกล่าวใช้รูปแบบการหมุนเวียนสารหล่อเย็นในระบบปิด ผู้ดูแลระบบเพียงแค่เติมน้ำสารหล่อเย็นเข้าไปในครั้งแรก และสามารถปล่อยให้ระบบหมุนเวียนใช้งานไปได้ตลอดอายุการใช้งานของศูนย์ปฏิบัติการ 

 

กระบวนการนี้ช่วยให้บริษัทไม่ต้องดึงน้ำใหม่เข้ามาใช้หล่อเย็น ชิป AI อย่างต่อเนื่อง Nvidia ระบุอย่างชัดเจนว่า หากสภาพอากาศภายนอกเอื้ออำนวย ระบบนี้สามารถลดการใช้น้ำในพื้นที่ (On-site) ได้ถึง 100% เต็ม

 

การทำงานของ ระบบระบายความร้อน ใหม่ของ Nvidia มีความชาญฉลาดสูงมาก ระบบจะปั๊มสารหล่อเย็นอุณหภูมิ 45 องศาเซลเซียสเข้าไปในเซิร์ฟเวอร์แร็ค แม้ระดับความร้อนจะสูงสำหรับมนุษย์ แต่ถือว่าอยู่ในเกณฑ์ปกติที่ชิปคอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้ หลังจากสารหล่อเย็นไหลผ่านเซิร์ฟเวอร์เพื่อนำพาความร้อนออกจากฮาร์ดแวร์ อุณหภูมิของสารหล่อเย็นจะสูงขึ้นเป็น 55 องศาเซลเซียส

ด้วยระดับอุณหภูมิดังกล่าว อากาศภายนอกในหลายสภาพภูมิอากาศสามารถช่วยระบายความร้อนออกจากหม้อน้ำระบายความร้อนแบบพาสซีฟ (Passive radiators) ได้โดยตรง ส่งผลให้บริษัทลดความจำเป็นในการใช้ระบบระบายความร้อนแบบระเหยน้ำ (Evaporative cooling) หรือพัดลมในบางกรณี

 

ซึ่งศูนย์ปฏิบัติการที่ไร้พัดลมหรือเครื่องทำน้ำเย็น (Chillers) ย่อมใช้น้ำน้อยลง มีประสิทธิภาพสูงขึ้น และทำงานได้เงียบสงบกว่าเดิม

 

 

ทำไมการใช้น้ำของดาต้าเซ็นเตอร์ AI ยังคงเป็นประเด็นน่ากังวล?

 

แม้เทคโนโลยีภายในอาคารจะก้าวหน้าเพียงใด แต่ปัญหาใหญ่นั้นซ่อนอยู่ภายนอกของศูนย์ปฏิบัติการ ตราบใดที่ระบบประมวลผล AI ยังคงต้องพึ่งพาพลังงานไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งเป็นแนวทางที่บริษัทเทคโนโลยีหลายแห่งกำลังเลือกเดิน การประหยัดน้ำย่อมจำกัดอยู่แค่ภายในตัวอาคารเท่านั้น

 

ประเด็นสำคัญอยู่ที่ขอบเขตการวัดปริมาณใช้น้ำ เนื่องจาก Nvidia เลือกจำกัดขอบเขตการคำนวณไว้เพียงแค่ภายในตัวอาคาร โดยนับรวมเฉพาะการใช้น้ำภายใน และละเว้นการคำนวณปริมาณน้ำที่เกิดขึ้นในกระบวนการภายนอกอาคารทั้งหมด

 

ในความเป็นจริง การใช้น้ำภายนอกอาคาร โดยเฉพาะในกระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้าและการผลิตชิป ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรง ปัจจัยเหล่านี้สามารถเพิ่มปริมาณการใช้น้ำรวม (Water footprint) ของศูนย์ปฏิบัติการให้สูงขึ้นถึงสองหรือสามเท่า

 

ข้อมูลนี้สะท้อนความจริงที่ว่า โซลูชันของ Nvidia สามารถจัดการปัญหาการใช้น้ำทั้งหมดของดาต้าเซ็นเตอร์ AI ได้เพียง 1 ใน 4 หรืออย่างมากที่สุดเพียง 1 ใน 3 เท่านั้น

 

 

แหล่งผลิตกระแสไฟฟ้ากับปริมาณการใช้น้ำมหาศาล

 

ศูนย์ข้อมูลทุกแห่งจำเป็นต้องใช้กระแสไฟฟ้าขับเคลื่อนระบบ ในขณะเดียวกันโรงไฟฟ้าเกือบทุกประเภทก็สูบน้ำไปใช้ในปริมาณมหาศาล สำนักงานสำรวจธรณีวิทยาแห่ง

 

สหรัฐอเมริกา (USGS) ระบุว่า โรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลจัดอยู่ในกลุ่มผู้ใช้น้ำรายใหญ่ที่สุดของสหรัฐฯ โดยสูบน้ำไปใช้สูงถึง 2.7 พันล้านแกลลอนต่อวัน ซึ่งน้ำส่วนใหญ่สูญเสียไปกับระบบ EVAP หรือลดอุณหภูมิโดยอาศัยหลักการดึงความร้อนแฝงเพื่อเปลี่ยนสถานะของน้ำ

 

การศึกษาล่าสุดเปิดเผยตัวเลขที่น่าสนใจดังนี้

 

• โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติ: ใช้น้ำ 1.17 ลิตร ต่อการผลิตไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ชั่วโมง

 

• โรงไฟฟ้าถ่านหิน: ใช้น้ำ 2.2 ลิตร ต่อการผลิตไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ชั่วโมง

 

• เขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำ (ซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้าป้อนศูนย์ข้อมูลราวร้อยละ 10): ทำให้น้ำในอ่างเก็บน้ำระเหยสูญเปล่าถึง 6.8 ลิตร ต่อการผลิตไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ชั่วโมง

 

องค์การพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ประเมินว่า ปัจจุบันโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลผลิตกระแสไฟฟ้าป้อนศูนย์ข้อมูลต่าง ๆ สูงถึงราวครึ่งหนึ่งของความต้องการทั้งหมด

 

ในขณะที่พลังงานหมุนเวียนอย่างพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ใช้น้ำน้อยมากจนแทบไม่มีนัยสำคัญ (ประมาณ 0.01 ลิตร และ 0.03 ลิตรต่อ 1 กิโลวัตต์ชั่วโมงตามลำดับ) รวมถึงกลุ่มพลังงานความร้อนใต้พิภพจากบริษัทสตาร์ทอัพอย่าง Fervo ก็ตั้งเป้านำน้ำทิ้งที่ปกติปล่อยสูญเปล่ามาหมุนเวียนใช้ใหม่

 

อย่างไรก็ตาม IEA ยังคงคาดการณ์ว่า ก๊าซธรรมชาติและถ่านหินจะยังคงครองสัดส่วนมากกว่าร้อยละ 40 ของความต้องการไฟฟ้าใหม่ เพื่อรองรับการขยายตัวของศูนย์ข้อมูลไปจนถึงปี 2030