Всё о потреблении воды дата-центрами, показателе WUE и его ограничениях

В серии статей мы предоставим вам ключи к пониманию экологического следа дата-центров – обширной темы, которая намного сложнее простого подсчета литров воды и ватт электроэнергии. Начнем с потребления воды и показателя WUE: несмотря на кажущуюся простоту, он скрывает серьезные ограничения.

Начнем с объяснения: почему дата-центры потребляют воду в больших или меньших объемах? Ответ прост: для охлаждения серверов. Двумя основными источниками тепла являются центральные (CPU) и графические процессоры (GPU), используемые тысячами или даже миллионами в системах генеративного искусственного интеллекта.

Для одного и того же сервера существует несколько возможных систем охлаждения, различающихся по объему потребляемой воды. Среди них – «фрикулинг» (free cooling), использующий наружный воздух (или кондиционирование), который потребляет мало воды; водяное охлаждение (watercooling) замкнутого цикла, также относительно малопотребляющее; но также есть испарительное охлаждение и градирни, которые расходуют очень много воды.

Часто также упоминается адиабатическое охлаждение, при котором микрокапли воды распыляются на «мембраны» или «охлаждающие подушки», что позволяет снизить температуру воздуха, поступающего к серверам. Подобные системы потребляют мало воды и обычно работают лишь ограниченное количество дней в году, в самые жаркие периоды (летом, в нашем случае). Например, OVHcloud использует такую систему в Рубе не более пятнадцати дней в год (по суммарному времени работы).

Забор, потребление и оценка: три измерения учета воды

Из-за увеличивающихся размеров и плотности дата-центров, в сочетании с резко возросшим спросом, потребление ими воды становится все более актуальной проблемой, особенно в регионах, страдающих от ее нехватки.

Забор, сброс и фактическое потребление – эти три различные меры иногда путаются как в экологических отчетах цифровых гигантов, так и в общественном сознании. Тем не менее, они существенно различаются.

Забор воды – это общий объем воды, который компания берет из всех источников (питьевая, подземные источники, реки, сточные воды и т.д.). Сброс – это объемы воды, возвращаемые в окружающую среду; здесь речь идет только об объеме, а не о «качестве». Наконец, фактическое потребление рассчитывается как разница между забором и сбросом. Таким образом, потребление всегда меньше или равно забору.

В случае с градирнями вода испаряется, поэтому объемы забора и потребления велики. Дата-центр, отводящий воду из реки для охлаждения серверов, практически ничего не потребляет, поскольку сброс воды почти равен забору. Однако сбрасываемая вода уже не та, что была в начале цикла.

Некоторые компании, в частности американские гиганты, в своих отчетах разделяют забор, потребление и сброс воды. На бумаге такая детализация всегда полезна, но есть существенная проблема: объемы не всегда измеряются, иногда они лишь оцениваются.

«В отсутствие реальных данных о сбросе питьевой воды мы применяем стандартный коэффициент сброса в 90% от забора питьевой воды объекта», — совершенно естественно объясняет Google в своем отчете об устойчивом развитии. Если ориентироваться только на потребление, можно сильно отдалиться от реальности. В противоположность этому, OVHcloud признает, что «не располагает данными об объеме воды, возвращаемой в водосборный бассейн, поэтому OVHcloud считает всю забранную воду «потребленной»».

Еще один важный момент: забираемая вода, как правило (и очень часто), является питьевой, но сбрасываемая вода таковой уже не является. При заборе воды из подземных источников или рек она проходит очистку перед поступлением в системы охлаждения. Можно было бы подумать, что потребление практически равно нулю и, следовательно, не имеет экологических последствий, но это не так: сбрасываемая вода теплее. Кроме того, компании могут добавлять химические вещества (биоциды, средства против накипи и т.д.) для предотвращения коррозии оборудования и защиты систем.

WUE: его ограничения и слепые зоны

Это были основные принципы водных показателей для дата-центров. Крайне важно понимать, как они формируются, поскольку они служат основой для расчета часто встречающейся аббревиатуры: WUE, или Water Usage Effectiveness (эффективность использования воды). Первый момент: «effectiveness» переводится как эффективность, однако WUE на самом деле не дает полной картины эффективности использования воды; скорее, это показатель интенсивности водопользования.