Nước Mỹ và bài toán phát triển hạ tầng số bền vững

Mỹ hiện dẫn đầu thế giới về hạ tầng dữ liệu, song các trung tâm dữ liệu ở Xứ Cờ hoa cũng đang “ngốn” lượng điện và nước khổng lồ. Riêng về điện năng, các trung tâm dữ liệu tại Mỹ chiếm gần 40% tổng lượng điện tiêu thụ của toàn bộ các trung tâm dữ liệu trên toàn cầu, tương đương lượng điện của 16 triệu gia đình.

Con số trên vừa được công ty PJM Interconnection LLC, đơn vị vận hành lưới điện phục vụ gần 20% dân số Mỹ, công bố khiến nhiều người không khỏi bất ngờ. Theo đơn vị này, các trung tâm dữ liệu khổng lồ, nơi vận hành các dịch vụ điện toán đám mây và AI, đang trở thành nhóm tiêu thụ điện tăng trưởng nhanh nhất. Tuy nhiên, điều này cũng gây áp lực lớn lên điện lưới quốc gia Mỹ. Để bảo đảm nguồn cung cho các trung tâm dữ liệu, vốn được coi là cỗ máy ngốn điện, lưới điện phải được nâng cấp với cơ sở hạ tầng mới và các đường dây truyền tải lớn hơn. Giới chuyên gia cảnh báo sự “bùng nổ” các trung tâm dữ liệu sẽ thúc đẩy lạm phát năng lượng, đánh vào túi tiền của người dân và doanh nghiệp.

Chính vì vậy, các trung tâm dữ liệu tại Mỹ đang phải đối mặt làn sóng phản đối ngày càng tăng của người dân do “ngốn” lượng điện lớn. Để xử lý hài hòa bài toán phát triển công nghệ và tâm lý người dân, Ủy ban Điều tiết năng lượng liên bang Mỹ (FERC) đã áp dụng các quy định mới nhằm buộc các tập đoàn công nghệ vận hành trung tâm dữ liệu phải đóng góp nghĩa vụ tài chính vào chi phí xây dựng hạ tầng lưới điện. Quy định này nhằm mang lại công bằng cho người dân và bảo đảm duy trì hạ tầng cần thiết cho sự phát triển của lĩnh vực công nghệ tại Xứ Cờ hoa.

Ngoài điện, các trung tâm dữ liệu cũng đòi hỏi nguồn nước khổng lồ để làm mát các máy chủ phát sinh lượng nhiệt lớn trong quá trình hoạt động. Theo công ty tư vấn Rystad Energy, các trung tâm dữ liệu trên toàn cầu đã tiêu thụ khoảng 222 tỷ lít nước cho hoạt động làm mát hệ thống máy chủ trong năm 2025. Con số này được dự báo sẽ tăng gấp 3 lần, lên 644 tỷ lít nước vào năm 2030.

Tại Mỹ, các trung tâm dữ liệu tiêu thụ trực tiếp khoảng 17,4 tỷ gallon nước (66 tỷ lít) mỗi năm cho việc làm mát máy chủ. Tuy nhiên, tổng lượng nước để sản xuất điện cung cấp cho các trung tâm dữ liệu, chế tạo chip và máy chủ tại Xứ Cờ hoa gấp nhiều lần lượng nước mà các cơ sở này sử dụng trực tiếp, lên tới 228 tỷ gallon/năm. Một trung tâm dữ liệu lớn có thể tiêu thụ từ 1-5 triệu gallon nước mỗi ngày, tùy thuộc điều kiện thời tiết nóng hay lạnh. Con số này đủ để một thị trấn từ 10.000-50.000 dân sinh hoạt thoải mái.

Về phần các Big Tech, họ cũng đang tìm cách giảm áp lực cho nguồn tài nguyên nước bằng những hệ thống làm mát mới. Tập đoàn Nvidia cho biết, hệ thống DSX mới nhất được thiết kế để hỗ trợ quản lý các trung tâm dữ liệu AI, giúp một số cơ sở gần như loại bỏ nhu cầu sử dụng nước làm mát. Công nghệ này sử dụng hệ thống làm mát tuần hoàn khép kín, đưa chất lỏng trực tiếp qua máy chủ để tiếp cận các chip - bộ phận có thể đạt nhiệt độ hơn 80 độ C. Hệ thống này cho phép chất lỏng đi vào máy chủ ở nhiệt độ 45 độ C, cao hơn mức 32 độ C trước đây. Nhờ đó, các trung tâm dữ liệu giảm nhu cầu sử dụng hệ thống khí lạnh liên tục, vừa tiết kiệm nước vừa tối ưu hóa tiêu thụ điện. Giống Nvidia, các “ông lớn” công nghệ như Microsoft, Amazon và Meta cũng đang áp dụng hệ thống làm mát tuần hoàn khép kín nhằm giảm lượng nước thất thoát ra môi trường.

Trong bối cảnh AI không ngừng thúc đẩy nhu cầu xây dựng các trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới, việc tiêu thụ điện và nước một cách tiết kiệm tại các cơ sở này không chỉ là bài toán công nghệ, mà còn là yêu cầu ngày càng cấp thiết đối với phát triển hạ tầng số bền vững.