Les centres de données utilisés pour emmagasiner le flot croissant d’information en ligne deviennent de plus en plus gros et énergivores. Les coûts pour refroidir ces installations explosant, plusieurs solutions sont envisagées : des installations sous-marines au refroidissement des puces par liquide, en passant par l’utilisation des énergies renouvelables.

Mathieu Perreault Mathieu Perreault
La Presse

Plus de données, plus de chaleur

Les centres de données sont de plus en plus gros. Ils sont remplis de serveurs de plus en plus denses, en termes de puces par centimètre cube. La puissance des puces progresse moins rapidement qu’avant, à cause des limitations physiques des atomes, ce qui impose l’utilisation de diverses technologies d’accélération encore plus énergivores et génératrices de chaleur. Pour toutes ces raisons, les dépenses en climatisation des centres de données progressent chaque année de 12 %. La firme de recherche américaine IDC prévoyait cet été que les dépenses mondiales dans ce secteur doubleraient d’ici 2023, pour passer de 9,3 milliards US en 2018 à 18,4 milliards.

La révolution liquide

PHOTO FOURNIE PAR ASETEK

Un refroidisseur Asetek branché directement à une puce informatique

« En clair, ça veut dire qu’il faut aller vers le refroidissement liquide, parce que c’est plus efficace, et vers le refroidissement de chaque puce individuellement plutôt que de l’espace entier des centres de données », explique André Sloth Eriksen, qui a fondé en 1997 le fabricant norvégien de refroidisseurs directs de puces (direct to chip cooling) Asetek, et qui en vend aux centres de données depuis 2014. « Les nouvelles puces deviennent de plus en plus sensibles aux variations de température. Certaines ne peuvent pas supporter plus de quelques degrés Celsius de chaleur en trop. » Le refroidissement à l’air demeure en croissance, estime toutefois Alex Kutter, de la firme montréalaise de climatisation et de chauffage commerciaux et institutionnels Baulne, qui s’intéresse depuis l’an dernier au marché des centres de données. « L’eau, c’est plus efficace, mais c’est plus cher, alors ça va être limité à des domaines plus critiques comme les banques, les avions, les achats en ligne », dit M. Kutter. Les plus gros clients d’Asetek, par exemple, sont des universités ayant des superordinateurs tellement coûteux qu’ils doivent être rentabilisés par un fonctionnement continu.

Réutiliser la chaleur

Le prochain défi est de réutiliser la chaleur des centres de données. « On peut chauffer des serres, des édifices, dit Alex Kutter, de Baulne. Il y a plein de monde qui réfléchit à la manière de faire ça. » André Sloth Eriksen, d’Asetek, pense que les gouvernements devront légiférer en la matière. « La Commission européenne y réfléchit, dit M. Eriksen. C’est comme pour les catalyseurs des voitures. BMW ne les a pas installés pour vendre plus de voitures, mais parce qu’il y avait une loi qui l’obligeait à en équiper ses voitures. Ici au Danemark, les maisons sont généralement chauffées par des canalisations d’eau chaude avec une source d’énergie centrale pour chaque quartier. Il serait facile de relier les centres de données à ce système. »

Microsoft sous la mer

PHOTO FOURNIE PAR MICROSOFT

Un centre de données submersible du projet Natick de Microsoft

L’an dernier, Microsoft a fait une annonce surprenante : elle allait installer des centres de données en Écosse, sous la mer, pour réduire ses coûts de climatisation. Le projet Natick, auquel collabore la firme militaire française Naval Group, a tout d’abord mis au point des unités de la taille d’un conteneur, où sont installés les centres de données. Une première unité a été envoyée à 10 mètres de profondeur près des îles Orcades, au printemps 2018, et elle fonctionne encore normalement. L’objectif est d’avoir des centres de données automatisés, ne nécessitant aucune intervention humaine directe, alimentés par une mini-centrale marémotrice, et qui peuvent être déployés en moins de trois mois partout dans le monde. Les experts interviewés par La Presse, André Sloth Eriksen d’Asetek et Alex Kutter de Baulne, étaient par contre sceptiques quant au coût d’une telle technologie. Le rapport final du projet Natick est attendu l’an prochain.

Immerger les puces

Une autre avancée surprenante est l’immersion des puces dans des liquides adaptés. Le magazine électronique Network World a recensé deux nouvelles entreprises dans le domaine dans sa couverture de la conférence spécialisée Open Compute Project Summit, en mars dernier, qualifiant l’approche de « magie noire ». Submer Immersion Cooling et Zutacore promettent des bacs remplis de liquide ne perturbant pas l’activité ni la durabilité des puces, qui pourraient être entretenues comme d’habitude par les techniciens. « D’une perspective thermique, il est certain qu’il vaut mieux enlever la chaleur de tous les composants d’un serveur, pas seulement les parties les plus chaudes, directement avec du liquide », estime André Sloth Eriksen, d’Asetek. « Mais d’une perspective commerciale, c’est une approche compliquée sur le plan de l’entretien du matériel et de la nécessité d’avoir des systèmes de drainage et d’égout dédiés en cas de fuite. Selon mes informations, il y a des limites au niveau de la densité possible en puces. »

Les avantages de Montréal

Montréal International a publié cette année un document visant à convaincre les opérateurs de centres de données de s’installer dans la métropole. « Nous avons avec Hydro-Québec une source d’énergie à bas coût, fiable et renouvelable », explique Christian Bernard, économiste en chef et vice-président aux affaires économiques et à la communication. « Le climat est frais, donc il y a moins besoin de climatisation, particulièrement l’hiver. Nous sommes un pôle en intelligence artificielle et en édition de logiciels, avec beaucoup de services informatiques et une main-d’œuvre accessible et abordable. » Alex Kutter de Baulne confirme que Montréal attire beaucoup de centres de données. « Souvent on ne les voit pas, par exemple Amazon à Varennes, c’est un centre énorme de 400 000 pieds carrés, mais il n’y a rien qui l’annonce. C’est un secteur très discret. »

Taille maximale d’un centre de données dans le monde
• 50 mégawatts en 2017
• 72 mégawatts en 2018
• 100 mégawatts en 2019
• 350 mégawatts en 2023

Données créées sur l’internet
• 20 zettaoctets* en 2016
• 40 zettaoctets en 2019
• 80 zettaoctets en 2023
*Un milliard de téraoctets

• 40
Nombre de centres de données au Québec

• 14
Nombre de centres de données ouverts dans le Grand Montréal entre 2013 et 2017

Sources : Montréal International, Data Center Frontier, IDC