Billet de blog initialement publié en anglais par Noelle Walsh, Corporate Vice President, Cloud Operations & Innovation
Avec notre série d’articles « Plus respectueux de l’environnement dès la conception », nous rendons compte des progrès réalisés dans le cadre de nos engagements en matière de durabilité environnementale. Vous pouvez retrouver notre premier article : « Plus respectueux de l’environnement : Faire avancer la durabilité de l’IA ».
Le mois dernier, nous avons présenté notre Datacenter Community Pledge, un ensemble d’engagements pour faire des centres de données un facteur de dynamisme au sein des communautés qu’ils desservent. Dans ce cadre, nous reconnaissons chez Microsoft le rôle crucial que nous jouons dans la protection et la reconstitution des ressources en eau douce, tant dans les régions où nous opérons que dans le reste du monde.
Aussi comment pouvons-nous continuer à réduire notre consommation d’eau dans les centres de données tout en répondant à la demande croissante des clients en matière d’infrastructures cloud et d’IA ?
Dans les centres de données, l’eau est principalement utilisée pour le refroidissement et l’humidification. Alors que la demande relative au cloud haute performance et à l’IA a augmenté au cours des dernières années pour équiper les applications de nos clients et ouvrir la voie à de nouvelles découvertes et innovations, les besoins en énergie des puces de silicium – les composants de base des calculs du cloud et de l’IA – qui se trouvent dans les racks et les serveurs des centres de données, ont également augmenté. Comme les puces de nouvelle génération consomment généralement plus d’énergie, elles génèrent également plus de chaleur. Pour éviter tout dysfonctionnement des puces, un refroidissement plus intensif est nécessaire, ce qui a toujours nécessité de consommer de l’eau.
Afin de réduire la quantité d’eau nécessaire à ces opérations, une étape essentielle pour atteindre l’objectif que nous nous sommes fixé de devenir une entreprise à consommation d’eau positive d’ici 2030, nous innovons à tous les niveaux, des bâtiments de nos centres de données jusqu’aux puces électroniques. Ces efforts collectifs permettent d’obtenir des résultats substantiels. Depuis la première génération de nos propres centres de données au début des années 2000 jusqu’à la génération actuelle en 2023, nous avons réduit notre intensité hydrique (eau consommée par kilowattheure) de plus de 80 %. Cela montre qu’il est possible de réduire de manière significative la quantité d’eau que nos centres de données utilisent par kilowatt d’énergie, même si notre infrastructure cloud continue de se développer.
Aujourd’hui, nous dévoilons ce que nous mettons en œuvre pour réduire notre consommation d’eau dans deux domaines prioritaires: (1) comment nous préservons l’eau à chaque étape du processus opérationnel et (2) les technologies innovantes qui réduisent la quantité d’eau nécessaire pour le refroidissement.
Économiser l’eau à chaque étape des opérations
Sur tous nos sites, nous nous efforçons de minimiser la quantité d’eau nécessaire au refroidissement. Pour ce faire, nous exploitons nos centres de données à une température qui nous permet de les refroidir avec l’air extérieur la majeure partie de l’année, nous réduisons les besoins en refroidissement ambiant et nous économisons l’eau à chaque étape des opérations quotidiennes.
Dans nos centres de données, nous nous efforçons de minimiser la quantité d’eau que nous prélevons des réseaux locaux de distribution. Cela passe par des méthodes de conservation de l’eau dans les centres de données existants et par la conception de nouveaux centres de données optimisés pour prendre en charge les applications d’intelligence artificielle et ne consommant pas d’eau pour le refroidissement.
Nous effectuons régulièrement des audits de nos centres de données afin d’identifier les dysfonctionnements. Notre audit de 2022 a ainsi donné lieu à des améliorations ciblées qui ont permis d’éliminer 90 % des cas d’utilisation excessive d’eau. En outre, nous élaborons des modèles de prévision avancés qui nous aident à anticiper les besoins en eau sur la base de données météorologiques et opérationnelles en temps réel. La comparaison entre les besoins anticipés et les modèles de consommation réels nous permet d’identifier rapidement les dysfonctionnements, tels que les fuites d’eau qui pourraient autrement passer inaperçues.
Pour minimiser les besoins en eau douce provenant des réseaux locaux de distribution , nous employons des stratégies de conservation adaptées à la région géographique où se situent les centres de données. Par exemple, au Texas, dans l’État de Washington, en Californie et à Singapour, nous avons augmenté notre utilisation d’eau récupérée et recyclée. Aux Pays-Bas, en Irlande et en Suède, nous récupérons l’eau de pluie, et nous mettons également en œuvre ce procédé dans nos nouveaux centres de données au Canada, au Royaume-Uni, en Finlande, en Italie, en Afrique du Sud et en Autriche.
Des technologies innovantes qui réduisent la quantité d’eau nécessaire au refroidissement
Des technologies de refroidissement innovantes sont essentielles à la stratégie de Microsoft en matière d’eau, et nous déployons rapidement des solutions éprouvées dans l’ensemble de notre portefeuille de centres de données. Il s’agit notamment de solutions qui amènent le refroidissement directement à la source de la production de chaleur, à savoir la puce elle-même.
Les plaques froides en sont un excellent exemple : il s’agit d’une technologie de refroidissement directement au niveau de la puce qui assure l’échange de chaleur dans un système en boucle fermée. Les plaques froides dissipent la chaleur plus efficacement que le refroidissement par air traditionnel, en refroidissant directement le silicium, puis en faisant recirculer le liquide de refroidissement, comme un radiateur de voiture. Cette solution améliore considérablement l’efficacité du refroidissement et permet un contrôle plus précis de la température par rapport aux méthodes traditionnelles.
Pour exploiter l’efficacité accrue qu’offrent les plaques froides, nous développons une nouvelle génération de centres de données optimisés pour le refroidissement direct des puces, ce qui nécessite de réinventer l’agencement des serveurs et des racks pour s’adapter aux nouvelles méthodes de gestion thermique et de gestion de l’énergie. Dans les centres de données existants, nous utilisons également des innovations telles que le « sidekick », un système de refroidissement liquide que nous utilisons déjà à côté des racks de puces Microsoft Azure Maia AI Accelerator, faisant circuler le liquide pour éloigner la chaleur des plaques froides fixées à la surface des puces.
Nous faisons également évoluer les technologies de plaques froides grâce à nos travaux sur la microfluidique, une technologie qui apporte le refroidissement à l’intérieur du silicium en intégrant de minuscules canaux de fluides dans la conception des puces. L’intégration du refroidissement liquide à l’intérieur de la puce permet de placer le liquide de refroidissement à proximité immédiate des processeurs, ce qui se traduit par une efficacité et une précision accrues.
Nos dernières conceptions de centres de données sont optimisées pour prendre en charge les workloads d’IA et ne consomment pas d’eau pour le refroidissement. Pour y parvenir, nous passons à des solutions de refroidissement au niveau des puces, fournissant un refroidissement précis de la température uniquement là où c’est nécessaire et sans nécessiter d’évaporation. Grâce à ces innovations, nous pouvons réduire considérablement la consommation d’eau tout en prenant en charge une plus grande capacité de rack, ce qui permet d’augmenter la puissance de calcul par mètre carré dans nos centres de données.
Réduire la consommation de l’eau dans le monde grâce à des partenariats, investir pour reconstituer les réserves en eau
Notre objectif d’eau positive nous encourage à réfléchir non seulement à la manière dont nous pouvons modifier nos pratiques commerciales pour réduire notre empreinte sur l’eau, mais aussi à la manière dont ce travail peut être bénéfique pour les clients et les partenaires qui poursuivent des objectifs similaires. Les cinq piliers de l’eau positive : la réduction, la reconstitution, l’accès, l’innovation et la politique jouent tous un rôle important dans notre cheminement pour être positif en eau.
