.jpg)
Vi opplever en eksplosjon i behovet for datatjenester, og investorer står i kø for å bygge nye datahaller. Slike datasentre kan inneholde flere hundre tusen dataservere, som hver inneholder milliarder av transistorer. Det vil si elektroniske brytere som ved å slå seg «av» eller «på» simulerer det binære tallsystemet 0 og 1 og derved kan omdanne tekst, bilder, programmer osv. til binære koder.
Hver gang en slik ørliten bryter slår seg på, kreves en ørliten mengde strøm, men når slik mini-strøm adderes for et astronomisk antall brytere, blir kraftbehovet fort til MW.
For eksempel 50 MW for et middels stort datasenter og opptil flere hundre eller 1000+ MW for såkalte «hyperscale»-anlegg.
To betingelser for vekst
Vil eksponentiell vekst med dagens teknologi bare fortsette? Det korte svaret er «Nei».
Etableringen av nye datasentre i Norge, med antatt femdobling i kraftbehovet til mer enn 20 terawattimer (TWh) fram mot 2040, truer den norske kraftbalansen. Den samme trenden gjelder både i Europa og i store deler av verden for øvrig.
Utviklingen er særlig drevet av kunstig intelligens (KI), som krever massiv datakraft og kontinuerlig trening, noe som mangedobler energibehovet, sammenlignet med tradisjonell databehandling og lagring.
Betingelsen for fortsatt vekst i datakraft er:
- Transistorkapasiteten må økes, men fysikken setter grenser for ytterligere miniatyrisering av transistorer, som blir etset inn i løvtynne skiver av silisium (kalt databrikker). Transistorene i en brikke er tettpakket, side om side, i lag på lag, med avstand som måles i nanometer (= 1 milliontedel av 1 mm), og på én enkelt brikke (fingernegl-størrelse, ½ mm tykk) er det i dag mulig å plassere over 100 milliarder slike av/på- brytere, med avstand på 3 nanometer.
Avstanden mellom hver transistor blir derved nær størrelsen på et silisiumatom (0,2 nanometer), og når avstanden blir så liten, vil det oppstå problemer både med elektronlekkasje og overoppheting.
Vi nærmer oss derfor slutten på dagens transistor-baserte teknologi. - Kjølekapasiteten må oppgraderes for å kunne opprettholde maks servertemperatur på 80–90 °C, ettersom høyere transistortetthet fører til økt varmeutvikling. Og all tilført elektrisk energi går i praksis over til varme, bortsett fra energien som går med til drift av vifter, pumper, belysning osv. i et datasenter.
Fotoner vs. elektroner
Bruk av laserlys eller LED og binær koding (det vil si at de binære sifrene 0 og 1 simuleres ved at lys slås «av» og «på» i ekstremt tempo) er velkjent teknologi for å overføre data.
Lys består av fotoner, som er små elementærpartikler med energi uten hvilemasse, og som alltid beveger seg med lysets hastighet, i motsetning til elektroner – som har hvilemasse og derfor beveger seg langt langsommere.
Mest lovende i utviklingen av lysbasert teknologi synes å bli det som kalles silisiumfotonikk, hvor kanaler for lys blir etset inn i standard-brikker av silisium. Og som følge av at fotoner beveger seg med lysets hastighet, oppnås en dramatisk kapasitetsøkning, sammenliknet med dagens elektron-baserte teknologi.
Legger vi så til at fotoner beveger seg praktisk talt uten motstand, vil kjølebehovet også bli drastisk redusert, bortsett fra til varmen som utvikles fra elektriske drevne komponenter (for eksempel lasere), som må bortføres.
Kraftbehovet til et datasenter basert på denne nye teknologien vil ifølge PhotonDelta kunne bli redusert med 50 til 80 prosent, i forhold til dagens elektroniske løsninger.
Veien videre
Vi står foran et teknologisk paradigmeskifte, med utsikt til dramatisk reduksjon både i kraft og kjølebehov for datasentre. Dette tilsier at videre utbygging av datasentre bør styres av helhetlig fagkompetanse innenfor datateknologi, energisystemer og miljøkonsekvenser, heller enn nåværende planløse utvikling, primært drevet fram av kapitalforvaltere og politikere.
Nscale: : Planlegger et av Europas største datasenter i Hemnes