Datacenters de IA enfrentam limite da física com racks de 120 kW e barramentos de cobre
O crescimento exponencial dos modelos de inteligência artificial generativa empurrou os datacenters globais para uma encruzilhada física em que o limite do processamento não é ditado apenas pelos algoritmos de software, mas pela capacidade prática de fornecer energia elétrica aos chips de silício. Racks de servidores de alto desempenho, que historicamente operavam em faixas de consumo de dez a quinze quilowatts (kW), exigem agora densidades extremas que atingem de cem a cento e vinte quilowatts por unidade individual de rack. Esta explosão na demanda de energia impõe desafios na engenharia de baixa tensão e no controle térmico das instalações industriais de computação distribuída.
A física impõe as regras.
O obstáculo principal reside na corrente necessária para alimentar os aceleradores de IA. A tensões de barramento tradicionais de doze volts (12V) em corrente contínua, fornecer cento e vinte quilowatts exige uma corrente elétrica de dez mil Ampères por rack. Cabos condutores convencionais de cobre tornam-se fisicamente inviáveis nessas condições, pois a perda de energia por dissipação resistiva — regida pela perda ôhmica clássica em que a perda de potência é proporcional ao quadrado da corrente elétrica — converteria grande parte da eletricidade em calor residual antes mesmo de alcançar a placa de circuito impresso.
Para mitigar este desperdício e reduzir a espessura física dos condutores, o consórcio do Open Compute Project estabeleceu novas diretrizes no padrão Open Rack v3 (ORV3), padronizando a migração dos barramentos de distribuição internos dos racks para quarenta e oito volts (48V) em corrente contínua. Essa elevação na tensão operacional derruba a corrente pela metade em comparação com barramentos antigos, diminuindo o calor residual e permitindo o uso de barramentos de cobre sólidos de dimensões gerenciáveis. No entanto, mesmo sob quarenta e oito volts, a distribuição exige o uso de lâminas de cobre maciço dispostas verticalmente no fundo do rack.
Especialistas em energia de datacenters debatem a eficiência dos materiais em altas temperaturas. "A expansão de racks de servidores de alto desempenho exige que a arquitetura de conversão de energia ocorra o mais próximo possível das pastilhas de silício, minimizando o caminho de baixa tensão para evitar perdas óhmicas inaceitáveis na traseira do sistema", apontou um relatório técnico emitido pela comissão de infraestrutura de energia do Open Compute Project durante a revisão das especificações físicas do padrão ORV3.
