Ενέργεια υπερυπολογιστή θα ζεσταίνει κτίρια

Από τη μια μεριά, η ενέργεια που καταναλώνει ένα μέσο νοικοκυριό δαπανάται κατά 60% για τη θέρμανσή του τους χειμερινούς μήνες. Από την άλλη, το 50% του ηλεκτρισμού που χρειάζεται για να λειτουργήσει ένα data centre – «κέντρο διαχείρισης δεδομένων», το δίκτυο υπολογιστών που χρησιμοποιεί κάθε μεγάλη εταιρεία ή ίδρυμα για τη φύλαξη των πληροφοριών που είναι απαραίτητες για τη λειτουργία του– δαπανάται στα κλιματιστικά συστήματα που προστατεύουν τα ηλεκτρονικά κυκλώματα από την υπερθέρμανση. Η ΙΒΜ φαίνεται, πάντως, ότι επινόησε μία λύση που αντιμετωπίζει από κοινού και τα δύο προβλήματα: μία τεχνολογία ψύξης των κυκλωμάτων που θα αξιοποιεί τη θερμότητα που αυτά παράγουν για να ζεσταίνει κτίρια γραφείων ή κατοικίες.

Για έρευνες

Η τεχνολογία αυτή θα εφαρμοσθεί πιλοτικά στο data centre και τον υπερυπολογιστή που η εταιρεία θα εγκαταστήσει το 2010 στο πανεπιστήμιο της Ζυρίχης, ο οποίος θα έχει υπολογιστική ισχύ 10 Teraflop και θα χρησιμοποιηθεί σε έρευνες στον τομέα της νανοτεχνολογίας. Εκεί, το νέο σύστημα ψύξης ονόματι Aquasar, εκτός από το να κρατάει τα τσιπ σε σταθερή θερμοκρασία, θα θερμαίνει επίσης 60 παρακείμενα κτίρια του πανεπιστημίου. Ετσι, όπως υπολογίζουν οι υπεύθυνοι ανάπτυξής του, το σύστημα αυτό θα εξοικονομεί κάθε χρόνο έως και 30 τόνους διοξειδίου του άνθρακα. Κάτι που σημαίνει ότι το αποτύπωμα του συγκεκριμένου υπολογιστικού κέντρου θα είναι κατά 85% μικρότερο από αυτό ενός τυπικού data centre. Η αμερικανική εταιρεία δεν είναι η πρώτη που σκέφτηκε να χρησιμοποιήσει τη θερμότητα των τεράστιων υπολογιστικών κέντρων για να ζεστάνει γειτονικές εγκαταστάσεις – άλλα data centre έχουν σχεδιαστεί, για παράδειγμα, ώστε παράλληλα να θερμαίνουν ακόμη και θερμοκήπια. Ωστόσο, τα συστήματα που έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι σήμερα για την ψύξη των ηλεκτρονικών υποδομών λειτουργούν με αέρα –όπως τα συμβατικά κλιματιστικά– ο οποίος κυκλοφορεί γύρω από τα τσιπ, προστατεύοντάς τα από μία υπερβολική αύξηση της θερμοκρασίας τους. Με αυτόν τον τρόπο, όμως, ο αέρας δεν μπορεί να θερμανθεί περισσότερο από τους 30-35° C, με συνέπεια να μην είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικός στην αξιοποίηση της θερμότητας των data centre για άλλες χρήσεις. Ετσι, ένα μεγάλο μέρος της θερμικής ενέργειας που παράγουν τα ψηφιακά κυκλώματα ουσιαστικά παραμένει ανεκμετάλλευτο.

Το σύστημα της IBM, αντίθετα, βασίζεται σε ένα πυκνό δίκτυο από μικροσκοπικούς σωλήνες οι οποίοι εφάπτονται στα τσιπ και διαρρέονται από νερό το οποίο ανακυκλώνεται ώστε να ψύχει τα ηλεκτρονικά συστήματα. Υπολογίζεται ότι το σύστημα θα χρειάζεται να κυκλοφορεί 30 λίτρα νερού ανά λεπτό μέσα από αυτούς τους σωλήνες, ώστε να κρατάει τα κυκλώματα σε χαμηλή θερμοκρασία. Το νερό, όμως, που περνάει από τα τσιπ θα ζεσταίνεται έως και στους 60° C, καθιστώντας το Aquasar πιο αποδοτικό για τη θέρμανση κοντινών κτιρίων.

Αν αυτή η τεχνολογία ψύξης των υπολογιστικών κέντρων λειτουργήσει με επιτυχία στο πανεπιστήμιο της Ζυρίχης, η ΙΒΜ εκτιμά ότι θα μπορούσε να προσφέρει μία σημαντική διέξοδο στην ολοένα μεγαλύτερη επιβάρυνση που ασκούν οι ψηφιακές υποδομές στο περιβάλλον. Το Aquasar, βέβαια, έχει μεγαλύτερο κόστος από τα συμβατικά συστήματα κλιματισμού, αφού το σύστημα θα πρέπει να διασφαλίζει πως το νερό που κυκλοφορεί γύρω από τα τσιπ δεν θα διαρρεύσει στα κυκλώματα προκαλώντας τη βλάβη τους. Ωστόσο, θα μειώσει την κατανάλωση ηλεκτρισμού από τα ενεργοβόρα υπολογιστικά κέντρα, τη στιγμή που αρκετές μελέτες δείχνουν ότι ήδη το 2005 οι server, τα data centre και οι υπερυπολογιστές που λειτουργούσαν σε όλο τον πλανήτη κατανάλωναν το 1% της ηλεκτρικής ενέργειας που παράχθηκε σε παγκόσμια κλίμακα.

Κι επειδή αυτή η ενέργεια κατά κανόνα δεν προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές, αυτές οι ψηφιακές υποδομές θεωρείται ότι ευθύνονται σε ετήσια βάση για το 2% των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Περίπου όσο δηλαδή και οι αερομεταφορές. Ποσοστό, μάλιστα, που φαίνεται ότι θα αυξηθεί κατακόρυφα τα επόμενα χρόνια, με αρκετούς ειδικούς να προβλέπουν πως θα διπλασιαστεί μέσα στην προσεχή πενταετία.