Sustentável por design: Transformando a eficiência hídrica do knowledge heart


Saiba mais sobre como estamos progredindo em direção aos nossos compromissos de sustentabilidade por meio da série de blogs Sustentável por design, começando com Sustentável por design: promovendo a sustentabilidade da IA.


No mês passado, revelamos nosso Compromisso da Comunidade do Datacenterenfatizando que os datacenters não são apenas a espinha dorsal da tecnologia moderna, mas também uma força para o bem nas comunidades que atendem. Como parte desse compromisso, na Microsoft reconhecemos nosso papel essential na proteção e reposição de recursos de água doce, tanto nas regiões onde operamos quanto ao redor do mundo.

É por isso que, em nossas operações de knowledge heart, uma das perguntas essenciais de engenharia que fazemos todos os dias é: como podemos continuar a conservar água e, ao mesmo tempo, atender à crescente demanda dos clientes por inovação em nuvem e IA?

Em datacenters, a água é usada principalmente para resfriamento e umidificação. À medida que a demanda por aplicativos de nuvem e IA de alto desempenho cresceu nos últimos anos para abastecer aplicativos de clientes e permitir uma nova fronteira de descoberta e inovação, também aumentaram os requisitos de energia para chips de silício — os blocos de construção básicos da computação em nuvem e IA — que ficam dentro dos racks e servidores de datacenters. Como os chips avançados normalmente utilizam mais energia, eles também geram mais calor. Para evitar que os chips funcionem mal, é necessário um resfriamento mais intensivo, e isso historicamente exigiu o consumo de água.

Para reduzir a água necessária para as operações, um caminho crítico para a meta da nossa empresa de se tornar positiva em água até 2030, estamos inovando em todos os lugares, desde os prédios dos nossos knowledge facilities até os chips. Coletivamente, esse trabalho está gerando resultados substanciais. Da nossa primeira geração de knowledge facilities próprios no início dos anos 2000 até a nossa geração atual em 2023, reduzimos nossa intensidade hídrica (água consumida por quilowatt-hora) em mais de 80%. Isso mostra que é possível reduzir significativamente a quantidade de água que nossos knowledge facilities usam por quilowatt de energia, mesmo com a expansão da nossa infraestrutura de nuvem.

Hoje, estamos compartilhando mais sobre duas áreas de foco para continuar a reduzir a intensidade da água: (1) conservar água em todas as fases das operações e (2) tecnologias inovadoras que reduzem a quantidade de água necessária para o resfriamento.

Conservação de água em todas as fases das operações

Em todos os locais, trabalhamos para minimizar a quantidade de água que precisamos para resfriamento. Isso inclui operar nossos datacenters em uma temperatura que nos permite resfriar com ar externo na maior parte do ano, reduzindo a necessidade de resfriamento ambiente e conservando água em todas as etapas das operações do dia a dia.

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Em nossos datacenters, trabalhamos para minimizar a quantidade de água que necessitamos dos sistemas de água municipais. Isso inclui práticas de conservação de água em datacenters existentes e novos projetos de datacenters que são otimizados para suportar cargas de trabalho de IA e consumir zero água para resfriamento.

Realizamos auditorias regulares em nossos datacenters para identificar ineficiências e áreas onde o design e o uso diário não se alinham. Nossa auditoria de 2022 resultou em melhorias direcionadas que eliminaram 90% das instâncias em que o excesso de água foi usado. Além disso, estamos construindo modelos de previsão avançados que nos ajudam a antecipar as necessidades de água com base em dados operacionais e climáticos em tempo actual. Comparar as necessidades antecipadas com os padrões de consumo reais nos permite identificar rapidamente ineficiências, como vazamentos de água que, de outra forma, poderiam passar despercebidos.

Para minimizar os requisitos de água doce dos sistemas de água municipais, empregamos estratégias de conservação que são adaptadas à biorregião dos datacenters. Por exemplo, no Texas, Washington, Califórnia e Cingapura, expandimos nosso uso de água recuperada e reciclada. Na Holanda, Irlanda e Suécia, estamos coletando água da chuva e também estamos levando essa capacidade para novos datacenters no Canadá, Reino Unido, Finlândia, Itália, África do Sul e Áustria.

Tecnologias inovadoras que reduzem a água necessária para resfriamento

Tecnologias inovadoras de resfriamento são essenciais para a estratégia de água da Microsoft, e estamos expandindo rapidamente soluções comprovadas em nosso portfólio de datacenter. Isso inclui soluções que levam o resfriamento diretamente para a fonte de geração de calor — o próprio chip.

Placas frias são um excelente exemplo disso: uma tecnologia de resfriamento direto para o chip que fornece troca de calor em um sistema de circuito fechado. Placas frias dissipam o calor de forma mais eficaz do que o resfriamento a ar tradicional, resfriando diretamente o silício e, em seguida, recirculando o fluido de resfriamento, como um radiador de carro. Esta solução melhora significativamente a eficiência do resfriamento e permite um controle de temperatura mais preciso em comparação aos métodos tradicionais.

Para aproveitar a maior eficiência que as placas frias oferecem, estamos desenvolvendo uma nova geração de projetos de datacenter otimizados para resfriamento direto ao chip, o que requer a reinvenção do format de servidores e racks para acomodar novos métodos de gerenciamento térmico, bem como gerenciamento de energia. Em datacenters existentes, também estamos usando inovações como o “sidekick”, um sistema de resfriamento líquido que já estamos usando adjacente a racks de Acelerador de IA do Microsoft Azure Maia chips, fluido circulante para afastar o calor das placas frias fixadas na superfície dos chips.

Também estamos evoluindo tecnologias de placa fria por meio do nosso trabalho com microfluídica, uma tecnologia que traz resfriamento para dentro do silício ao integrar pequenos canais de fluidos em designs de chip. Incorporar o resfriamento líquido dentro do chip traz o refrigerante para bem próximo dos processadores, resultando em ainda mais eficiência e precisão.

Nossos mais novos projetos de datacenter são otimizados para suportar cargas de trabalho de IA e consumir zero água para resfriamento. Para conseguir isso, estamos fazendo a transição para soluções de resfriamento em nível de chip, fornecendo resfriamento de temperatura precisa somente onde é necessário e sem exigir evaporação. Com essas inovações, podemos reduzir significativamente o consumo de água enquanto suportamos maior capacidade de rack, permitindo mais poder de computação por metro quadrado em nossos datacenters.

Reduzir o uso world de água por meio de parcerias e investimentos para repor água

Nossa meta positiva de água nos orienta a considerar não apenas como podemos mudar nossas práticas comerciais para reduzir nossa pegada hídrica, mas também como esse trabalho pode beneficiar clientes e parceiros que trabalham em direção a metas semelhantes. Os cinco pilares da água positiva: redução, reposição, acesso, inovação e política desempenham papéis importantes em nossa jornada positiva de água.

No ano passado, aumentamos nossa programa de reposição de água significativamente, quase dobrando nosso portfólio de reposição de água para incluir mais de 49 projetos de reposição ao redor do mundo. Juntos, eles têm o potencial de reabastecer mais de 24.000 piscinas olímpicas ao longo da vida útil dos projetos. Também atingimos nossa meta de acesso à água para 2030 de fornecer a 1,5 milhão de pessoas acesso a água limpa e serviços de saneamento.2

Além disso, estamos trabalhando para reduzir o uso world de água, colaborando com clientes, parceiros, comunidades locais e municípios para promover a infraestrutura e a política de água em todo o mundo. Como as abordagens corporativas para a gestão da água geralmente ficam para trás dos investimentos em redução de carbono1estamos assumindo um papel ativo na defesa de práticas de gestão de água e políticas de água eficazes e inovadoras. Alguns dos nossos projetos de advocacia incluem: (1) servir em uma coalizão para aumentar a reutilização e reciclagem de água nos Estados Unidos, (2) financiar projetos que apoiam nações tribais e governos estaduais no aumento da segurança hídrica e (3) apoiar pesquisa, análise e advocacia sobre água na Comissão Europeia.

Saiba mais sobre como a Microsoft está promovendo a sustentabilidade

Saiba mais sobre como estamos promovendo a sustentabilidade por meio de nossa série de blogs Sustentável por design, começando com Sustentável por design: promovendo a sustentabilidade da IA. Para obter mais informações sobre nosso progresso em direção às nossas metas de sustentabilidade, leia o Microsoft Relatório de Sustentabilidade Ambiental 2024.


1Por que o investimento em água é essential para enfrentar a crise climáticaFórum Econômico Mundial, 2024.

2Relatório de Sustentabilidade Ambiental 2024Microsoft.

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