Industria data center în 2025. Principalele direcții, tendințe și provocări

Cu fiecare zi, dependența noastră de accesul instantaneu la date crește – fie că este vorba de muncă, comerț, cercetare sau divertisment – iar odată cu aceasta, provocările legate de asigurarea sustenabilității și fiabilității centrelor de date devin tot mai complexe. Explozia utilizării Inteligenței Artificiale (AI) adaugă o presiune suplimentară acestui ecosistem deja dinamic. Totuși, odată cu aceste provocări, apar și soluții inovatoare, unele dintre ele având ca motor chiar tehnologiile de AI. Vă invităm să citiți în continuare principalele coordonate cu care se vor confrunta operatorii de centre de date în 2025.

Creșterea constantă a consumului de energie în centrele de date

În 2023, consumul global de energie primară a atins 620 EJ (172.000 TWh), depinzând de sursele convenționale: petrol, cărbune și gaze naturale, care au reprezentat împreună 81% din total, potrivit celui mai recent studiu Energy Institute, „Statistical Review of World Energy 2024”, Energia regenerabilă a contribuit cu doar 15%, iar energia nucleară cu 4%, ceea ce înseamnă că ne așteaptă o tranziție lungă către energia verde. Electricitatea, energie secundară (derivată din surse primare), a înregistrat un consum record de 108 EJ (30.000 TWh), cu o creștere susținută a cererii pe fondul electrificării globale, estimată să accelereze cu 3-4% în 2025, comparativ cu 2024.

În acest context, și centrele de date au devenit consumatori importanți de electricitate, utilizând 460 TWh încă din 2022, echivalentul a 2% din cererea globală, iar estimările indică depășirea pragului de 1.000 TWh până în 2026. Datele la nivel de UE confirmă o creștere estimativă de până la 200% în perioada 2020-2030. Să dăm un exemplu concret: în 2023, Microsoft și Google au consumat împreună 49 TWh, potrivit analizei expertului Michael Thomas, bazată pe datele oficiale ale SUA. Pentru comparație, România a avut un consum de 53 TWh în 2023, conform datelor Transelectrica.

Provocări legate de fiabilitatea rețelelor electrice

Totodată, îngrijorările privind fiabilitatea rețelelor electrice cresc direct proporțional cu cerințele energetice ale AI. Un studiu recent Bloomberg, citat de Business Insider, arată faptul că consumul ridicat de energie al centrelor de date AI deja pune presiune pe rețelele electrice existente. Acesta afectează calitatea și fiabilitatea energiei pentru comunitățile învecinate, existând cazuri în care consumul exagerat de energie a generat probleme pentru electronicele din locuințe.

Evoluția accelerată a sectoarelor HPC, AI, GenAI

Creșterea explozivă a workload-urilor compute-intensive, precum HPC, AI și GenAI transformă fundamental infrastructura centrelor de date. Modele precum GPT-3, cu 175 miliarde de parametri în 2020, și GPT-4, cu aproximativ 500 miliarde de parametri în 2023, ilustrează capacitățile tot mai mari de învățare și de generare de text ale acestor tehnologii, dar și cerințele uriașe de resurse pentru antrenare și operare. Să nu uităm nici de evoluția lor rapidă – spre deosebire de modelele ulterioare, ChatGPT-2, lansat în 2019, a variat între 117 și 1,5 miliarde de parametri. Această evoluție stimulează producția de echipamente IT avansate și crește numărul de centre de date optimizate pentru AI.

Pentru a gestiona noile echipamente IT, care au un indice de Thermal Design Power (TDP) ridicat (peste 1kW, în cazul așa-numitelor „supercipuri”), și densități pe rack de până la 300 kW, centrele de date adoptă soluții avansate de răcire și alimentare. Centrele dedicate AI, cu putere semnificativ mai mare decât cele tradiționale, sunt esențiale pentru a face față creșterii exponențiale a aplicațiilor și sarcinilor compute-intensive. Se estimează că aceste facilități vor consuma între 100 și 300 TWh  până în 2026, potrivit Data Center Dynamics.

Pe piața cipurilor AI, Nvidia domină în prezent, însă competiția este intensă, cu jucători precum Google, Microsoft, Amazon, și Meta, dar și cu startup-uri și designeri de cipuri precum Intel, AMD, Broadcom, Ampere și Cerebras. Pe măsură ce noile soluții de hardware și de infrastructură evoluează, operatorii centrelor de date dedicate AI aspiră ca acestea să devină un exemplu de eficiență, scalabilitate și sustenabilitate în era digitalizării accelerate.

În plus, industria data center se află în faza de început a implementării roboticii și autonomiei AI on-site, iar investițiile în aceste capacități nu dau semne de încetinire. Drept urmare, ne putem aștepta ca, în 2025, tehnologiile AI autonome să îndeplinească roluri esențiale în centrele de date. Totodată, hyperscalerii vor continua să integreze tehnologii de AI la fiecare nivel al centrului de date, de la gestionarea eficienței energetice și întreținerea predictivă până la construirea unei infrastructuri AI specializate pentru workload-urile de învățare automată.

Data Center Quantum Computing ar putea deveni o realitate 

În 2025, calculul cuantic promite să devină o realitate în industria data center. Conform Deloitte Tech Trends 2024, calculul cuantic face trecerea de la faza experimentală la utilizarea practică, în special în domenii precum optimizarea și criptografia. Deși încă există provocări, progresele înregistrate în stabilitatea qubiților, scalabilitatea și integrarea hibridă sunt esențiale pentru adoptarea pe scară largă. În 2025 calculul cuantic ar putea deveni tehnologie complementară sistemelor clasice, oferind capabilități revoluționare ce pot redefini modul în care funcționează centrele de date. Totuși, atingerea întregului său potențial va necesita investiții continue, inovație și colaborare la nivelul întregii industrii.

Extinderea rețelelor private 5G

Potrivit lui Sandeep Raithatha, director în cadrul Virgin Media O2 Business, în 2025, rata de adopție a rețelelor private se va accelera. Acesta susține că piața va ajunge la 6,4 miliarde de dolari până în 2026. Astfel, vom vedea tot mai multe afaceri adoptând rețele private 5G pentru comunicații securizate și performante, în special în industrii precum producția, sănătatea, educația și orașele inteligente, care vor folosi rețelele private 5G pentru automatizare securizată și operațiuni în timp real. (Sursa: Data Center Knowledge )

Tarife în creștere, dar mai mici în piețele emergente

În 2025, tarifele de închiriere pentru centrele de date ar putea atinge noi valori maxime, impulsionate de cererea continuă și oferta restrânsă, în special în piețele principale. Un exemplu este SUA, unde, potrivit estimărilor CBRE, preînchirierea va depăși 90%,  ceea înseamnă că o mare parte din capacitatea noilor centre de date va fi deja rezervată înainte de finalizarea construcțiilor. Acest trend va intensifica concurența pentru spațiile disponibile, determinând chiriașii să înceapă mai devreme procesul de închiriere pentru a asigura necesarul de capacitate. Deși oferta de construcții de centre de date este în creștere conform Reuters, ratele de neocupare au ajuns la un minim istoric, subliniind în continuare diminuarea ofertei. Drept urmare, dezvoltatorii se orientează tot mai mult către locații alternative cu condiții mai favorabile, cum ar fi piețele emergente, unde acest fenomen ar putea duce la prețuri mai competitive pentru chiriași. În Europa, țări precum Spania sunt în plină expansiune, alimentate de disponibilitatea terenurilor, energiei și infrastructurii de fibră optică mai ieftine.

Instituțiile financiare vor construi fabrici de AI 

În sectorul serviciilor financiare, utilizarea AI este în plină expansiune, tehnologiile aplicându-se în domenii precum verificarea identității pentru combaterea spălării banilor, reducerea alertelor false de fraudă și dezvoltarea de strategii de tranzacționare pentru creșterea randamentului pieței. De asemenea, AI automatizează procesarea documentelor și accelerează ciclurile de finanțare. Pentru a profita de aceste oportunități, instituțiile financiare se vor îndrepta către construirea de fabrici de AI, adică centre de calcul care utilizează tehnologie avansată pentru a îmbunătăți performanța și eficiența. Aceste fabrici vor crea aplicații de AI capabile să răspundă la sute sau chiar mii de necesități, oferind astfel un avantaj competitiv semnificativ, potrivit lui Kevin Levitt, director global al departamentului de servicii financiare în cadrul Nvidia. (Aflați mai multe: Data Center Knowledge)

Noi abordări ca răspuns la cerințele energetice tot mai mari

Așa cum știm, consumul energetic al centrelor de date este strâns legat de workload-urile procesate, iar modelele GenAI, precum ChatGPT, au cerințe energetice mari. De exemplu, o singură interogare poate consuma între 1 și 10 Wh, cu o medie de 4,5 Wh, de aproximativ 15 ori mai mult decât o căutare pe Google (0,3 Wh). Acest consum variază în funcție de dimensiunea și complexitatea modelului, infrastructura utilizată și tehnicile de optimizare aplicate. Industria depune eforturi continue pentru a îmbunătăți eficiența energetică a sistemelor AI.

Alegerea locației centrelor de date și disponibilitatea resurselor energetice sunt factori strategici esențiali. Aceasta implică și o alegere între construirea de facilități noi sau adaptarea celor deja existente. Centrele de date pot fi modernizate pentru a susține workload-urile AI, pe când sarcinile de antrenare, nefiind sensibile la latență, pot fi gestionate în centre de date din locații cu costuri mai reduse. Totuși, pentru inferența AI, unde latența scăzută, fiabilitatea și scalabilitatea sunt critice, locațiile premium cu costuri mai mari devin o alegere costisitoare, dar necesară.

Pentru a răspunde acestor cerințelor energetice uriașe, operatorii implementează soluții precum microrețelele (microgrids), sisteme de stocare a energiei, UPS cu grid interaction, turbine, generatoare, celule/pile de combustie și surse regenerabile, inclusiv energie nucleară. Companii precum Schneider Electric, Vertiv, Eaton, ABB și Huawei conduc inovațiile tehnologice, oferind soluții adaptate pentru a susține cererea tot mai mare generată de centrele AI.

Cu ce provocări se vor confrunta operatorii de centre de date în 2025, pe sectorul energetic? Aceștia trebuie să facă față penuriei de energie, să evalueze fiabilitatea și să îmbunătățească reziliența rețelelor electrice, având în vedere și posibilitatea implementării soluțiilor off-grid sau hibride. În plus, aprobarea proiectelor pentru îmbunătățirea rețelelor electrice poate dura mult timp. Un exemplu de bune practici în acest sens este Departamentul pentru Energie al SUA, care a demarat un program în 2024, pentru a simplifica procesul de autorizare a anumitor proiecte mai mari, în vederea reducerii acestei perioade la 24 de luni.

Accelerarea adopției tehnologiei de liquid cooling

Pe măsură ce workload-urile devin mai complexe, noile echipamentele IT din centrele de date, precum serverele cu densități termice ridicate, necesită soluții eficiente de transfer termic. În acest context,  liquid cooling-ul s-a impus deja ca tehnologie ideală datorită capacității sale de a gestiona căldura generată, de a reduce consumul de energie și de a îmbunătăți performanța operațională. În plus, oferă și beneficii precum consum redus de apă, economie de spațiu, reutilizarea căldurii și un TCO (Total Cost of Ownership) redus, fiind susținută totodată de reglementările care promovează sustenabilitatea, deoarece generează mai puține emisii de gaze cu efect de seră.

Provocările nu sunt însă puține. Amintim dominația sistemelor de răcire pe bază de aer în centrele de date, investițiile inițiale mari, lipsa forței de muncă calificate, lipsa standardelor, metricilor și a bunelor practici. La acestea se adaugă restricțiile de reglementare legate de utilizarea agenților frigorifici cu GWP ridicat (Global Warming Potential, potențial de încălzire globală) și a fluidelor dielectrice cu PFAS (substanțe per- și polifluoroalchilice).

După testarea diferitelor variante, metoda de liquid cooling de tip single-phase direct-to-chip a devenit una dintre cele mai promițătoare soluții, deschizând calea pentru opțiuni care combină răcirea pe bază de aer și cea bazată pe lichid. Alte tehnologii există, dar sunt încă în faza de dezvoltare: plăci de răcire (cold plates), microcanale microfluidice (microfluidic microchannels), micro-convective etc. Există și sisteme în dezvoltare care folosesc presiune pozitivă sau negativă, răcire monofazică și bifazică, imersie, pulverizare sau combinații între plăci de răcire și imersie. În următorii ani, ne putem aștepta ca majoritatea centrelor de date să implementeze parțial tehnologii de răcire pe bază de lichid, într-o formă sau alta.

Unele voci din industrie, precum Nick Schweissguth (directorul companiei americare specializate în soluții de răcire, LiquidStack), consideră că, pe măsură ce densitatea cipurilor va continua să crească în 2025, răcirea bifazică cu lichid (two-phase liquid cooling) va deveni o abordare cheie pentru a permite centrelor de date să facă față cerințelor imense de răcire ale IA, potrivit Data Center Knowledge.

Un avantaj este faptul că guvernele sprijină aceste tehnologii. Un exemplu concret este inițiativa ARPA-E Coolerchips  a aceluiași Departament pentru Energie al SUA, care are ca scop „reducerea cheltuielilor totale pentru electricitatea de răcire, la sub 5% din sarcina IT a unui centru de date tipic, în orice moment și în orice locație din SUA pentru un sistem de calcul de înaltă densitate”.

Vertiv, Schneider Electric, Trane, Stulz și Johnson Controls sunt cei mai importanți furnizori de soluții inovative de răcire. Soluții de nișă oferă Accelsius, Asperitas, Chilldyne, CoolIT Systems, GRC, Iceotope, Jetcool, LiquidStack, Mara, Quantas, Submer și Zutacore. În plus, mari producători precum Dell, HPE, Huawei sau IBM furnizează direct către utilizatorii finali echipamente IT care integrează tehnologii de liquid cooling.

Creșterea eforturilor de sustenabilitate și eficientizare a centrelor de date

Steven Carlini, vicepreședinte al departamentului AI și data center în cadrul Schneider Electric, remarcă, citat de Data Center Knowledge, faptul că sustenabilitatea devine o prioritate centrală în extinderea centrelor de date. Multe dintre noile autorizații de construire impun surse de energie fără emisii de carbon, ceea ce stimulează interesul pentru energia nucleară. Totuși, operatorii care au nevoie rapidă de energie apelează la turbinele cu gaz natural.

Reprezentantul Schneider Electric observă și că sustenabilitatea se extinde și la materialele de construcție, preferate fiind oțelul și cimentul cu emisii reduse de carbon. Se pune accent și pe prelungirea duratei de viață a serverelor și utilizarea unor instrumente pentru măsurarea și decarbonizarea lanțurilor de aprovizionare. „Emisiile Scope 3 rămân cea mai mare provocare, deoarece depind în mare măsură de capacitatea furnizorilor de a raporta date exacte și verificabile”, a adăugat Steven Carlini.

Contribuția AI la obiectivele de sustenabilitate

Tehnologiiile de AI joacă un rol important în tranziția către un viitor verde, contribuind la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră. De exemplu, Google investește masiv în practici care reduc energia necesară antrenării modelelor AI. Trillium, unitatea de procesare Tensor de a șasea generație a companiei, este cu 67% mai eficientă energetic  decât predecesorul său, TPU v5e. În plus, în 2023, PUE-ul mediu anual al Google a fost de 1,10, cu 100% din consumul anual de energie provenind din surse regenerabile, încă din 2017.

Totodată, Google folosește modele AI pentru a reduce emisiile de gaze cu efect de seră. Printre acestea se numără un model de planificare a rutelor, eficient din punct de vedere al consumului de combustibil, care ia în considerare traficul, terenul și motorul vehiculului. În același scop este antrenat și un model hidrologic, care prognozează inundațiile cu până la șapte zile în avans, dar și un model de trafic, care optimizează sincronizarea semafoarelor, reducând traficul de tip „stop-and-go” și consumul de combustibil. Google folosește aceste metode în scopul de a atinge neutralitatea climatică în toate operațiunile, până în 2030.

Deși trebuie să rămânem optimiști în legătură cu impactul pozitiv al AI asupra optimizării și performanței, trebuie să fim conștienți de amprenta sa ecologică. Este nevoie colaborare pentru a gestiona consumul de resurse al AI într-un mod responsabil. Promovarea centrelor de date mai eficiente și sustenabile implică strategii precum reducerea emisiilor de carbon în fazele de design, construcție și operare, implementarea unor soluții eficiente de răcire, optimizarea utilizării resurselor, utilizarea surselor de energie cu emisii scăzute, îmbunătățirea eficienței energetice, utilizarea responsabilă a apei, valorificarea potențialului de reutilizare a căldurii reziduale, stabilirea unor practici de economie circulară, combinarea modularității cu infrastructura pre-inginerizată și prefabricată, și adoptarea materialelor și tehnologiilor ecologice.

Folosirea digital twins pentru reducerea consumului energetic

Digital twins pot contribui semnificativ la reducerea consumului energetic în centrele de date prin simularea workload-urilor serverelor și a impactului acestora asupra consumului de energie și generării de căldură. Utilizând aceste modele virtuale pentru a optimiza sistemele de răcire și IT (care împreună sunt responsabile pentru 80-90% din consumul total de energie) poate fi redus consumul serverelor cu până la 10% și consumul pentru răcire cu până la 30%, generând economii semnificative la facturile de energie. Aflați mai multe

Raportarea de sustenabilitate, practică standard la nivelul UE

Raportarea sustenabilității e pe cale să devină o practică standard, cu metrică și indicatori specifici de sustenabilitate și eficiență. În martie 2024, Comisia Europeană a adoptat o nouă reglementare  pentru evaluarea sustenabilității centrelor de date din UE, vizând creșterea transparenței, reducerea consumului de energie și apă, promovarea energiei regenerabile și reutilizarea căldurii reziduale. Operatorii centrelor de date cu o cerință de putere IT instalată de minimum 500kW trebuie să raporteze anual indicatori de performanță și sustenabilitate începând cu septembrie 2024. Indicatorii de performanță ce trebuie raportați sunt energia și sustenabilitatea, capacitatea TIC și traficul de date, pe când indicatorii de sustenabilitate în cauză sunt: eficiența consumului de energie și apă, factorul de reutilizare a energiei și factorul de energie regenerabilă.

Dificultăți în atingerea obiectivelor de sustenabilitate  

Giganții tehnologici precum AWS, Microsoft și Google ar putea întâmpina dificultăți în atingerea obiectivelor ambițioase de sustenabilitate, mai precis în utilizarea în proporție de 100% a energiei fără emisii de carbon până în 2030, fiind nevoiți să se bazeze mai mult pe combustibili fosili, precum gazul natural, ceea ce le-ar putea crește amprenta de carbon și le-ar atrage penalizări reglementare sau critici din partea publicului. În același timp, furnizorii de servicii de colocare ar putea avea dificultăți în procurarea energiei curate din cauza creșterii prea lente a surselor regenerabile, ceea ce ar conduce la costuri operaționale mai mari sau pierderea clienților care caută soluții mai ecologice. Astfel, utilizarea gazului natural pentru generarea de energie în centrele de date, atât pentru alimentarea principală cât și pentru backup, devine tot mai atrăgătoare pe măsură ce rețelele electrice se confruntă cu instabilitatea surselor regenerabile.

Accesul la capital

Tom Traugott, vicepreședinte senior în cadrul EdgeCore Digital Infrastructure, consideră că, în 2025, indiferent dacă o companie are experiență sau este proaspăt intrată pe piață, atragerea capitalului necesar pentru proiectarea, dezvoltarea și operarea centrelor de date optimizate pentru AI va fi critică pentru creștere, mai ales pe măsură ce cerințele energetice și de sustenabilitate devin tot mai mari. „O provocare pentru noii operatori de pe piață va fi să se asigure că investitorii au suficientă încredere în istoricul unei platforme pentru a furniza capitalul necesar care le va permite să garanteze siguranța livrării și execuției, dar și constanța operațiunilor”, a precizat Tom Traugott. (Sursa: Data Center Knowledge)

Stocarea datelor pe termen lung

În 2028, volumul de date generate va atinge un nivel fără precedent, de până la 400 de zettabytes, cu o rată anuală de creștere compusă (CAGR) de 24%, potrivit lui BS Tej, vicepreședinte executiv în cadrul Seagate. Pe măsură ce sectorul AI se dezvoltă și se extinde, valoarea datelor va crește, ceea ce va duce la necesitatea stocării acestora pentru perioade mai lungi. Însă, capacitatea instalată de stocare date va crește doar cu o rată anuală de 17%, mult mai lent decât creșterea  efectivă a volumului de date generate în economie și societate. Această disparitate între ritmurile de creștere ale datelor și capacitățile de stocare va perturba echilibrul global între cerere și oferta de stocare. Organizațiile vor trebui să adopte planuri de capacitate pe termen lung pentru a asigura oferta de facilități de stocare și pentru a monetiza pe deplin investițiile în infrastructura AI.

Concluzii

Industria centrelor de date se pregătește pentru un an marcat de creșteri fără precedent ale cererii, dezvoltări tehnologice promițătoare și presiuni tot mai mari pentru sustenabilitate. De la adoptarea quantum computing-ului și a optimizării cu ajutorul Inteligenței Artificiale, până la migrarea către piețele emergente și integrarea surselor de energie verde, operatorii și dezvoltatorii sunt provocați să găsească echilibrul între inovație și eficiență. Cu prețuri în creștere și constrângeri de resurse, succesul va depinde de investiții strategice, colaborări și capacitatea de a anticipa schimbările.

Ne vom strădui să dezbatem cât mai multe dintre aceste tendințe și pe scena ediției 2025 a DataCenter Forum, care va avea loc pe 7 mai in București.

 

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *