La rivoluzione dei data center ad azzeramento di perdite

Un cavo superconduttore di concezione interamente italiana, sviluppato per trasportare enormi quantitativi di energia elettrica azzerando le perdite e abbattendo l’impatto ambientale, si appresta a trasformare l’architettura energetica dei data center di domani. È questa la premessa con cui prende il via il progetto Sure, acronimo di SUperconducting – REliability & Efficiency, nato da un’intesa strategica tra l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e la società genovese Asg Superconductors. L’iniziativa rappresenta una risposta concreta a uno dei nodi più complessi legati all’espansione dell’intelligenza artificiale, del calcolo ad alte prestazioni e dei server dedicati allo storage: la necessità di sostenere una domanda di potenza in crescita esponenziale attraverso soluzioni ad alta efficienza e pienamente sostenibili.

L’operazione gode di un finanziamento complessivo di 5,8 milioni di euro erogati dal Ministero dell’Università e della Ricerca tramite il Fondo Italiano per le Scienze Applicate. Le attività si snoderanno lungo un arco temporale di cinque anni, con un completamento previsto entro il 2031. Sure rappresenta l’evoluzione e il naturale sbocco di trasferimento tecnologico dei risultati già ottenuti nell’ambito dell’iniziativa Iris, anch’essa sostenuta dal ministero con risorse Pnrr per la messa a punto di un prototipo di cavo superconduttivo da un gigawatt.

Know-how italiano per la rivoluzione dei data center

In base alle valutazioni espresse dai vertici dei soggetti coinvolti, l’iniziativa dimostra come il know-how maturato nella fisica delle particelle possa trovare uno sbocco immediato in settori cruciali per l’economia moderna. Il presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Antonio Zoccoli, nella nota stampa ha rimarcato come le tecnologie nate per la ricerca si rivelino utili per rispondere al fabbisogno energetico dei data center, aprendo la strada a importanti ricadute anche in altri ambiti ad alto consumo elettrico.

Il cuore scientifico dell’innovazione risiede nell’impiego del diboruro di magnesio, un materiale superconduttore scoperto nel 2001 e progressivamente perfezionato a Genova anche grazie alle competenze acquisite con la partecipazione al programma HiLumi-Lhc del Cern di Ginevra. Il vero punto di svolta risiede nella temperatura di esercizio. A differenza delle tecnologie impiegate negli acceleratori tradizionali, che necessitano di essere raffreddate con elio liquido a valori prossimi a 2 kelvin, il cavo in diboruro di magnesio lavora a circa 20 kelvin, pari a -253 gradi Celsius.

Leggi anche Data Center: la nuova legge della Lombardia premia chi recupera il calore

Raffreddamento, taglio dei costi di oltre dieci volte

Questa differenza consente di tagliare i costi legati al raffreddamento di oltre dieci volte. La temperatura operativa di 20 kelvin rende infatti possibile l’adozione di sistemi criogenici industriali a ciclo chiuso, già diffusi sul mercato e facili da integrare in modo continuo all’interno delle infrastrutture civili e commerciali. Inoltre, il conduttore si distingue per il fatto di non richiedere l’impiego di terre rare e per l’affidamento a una filiera produttiva corta e totalmente nazionale.

Come argomentato dal ricercatore del laboratorio Lasa e responsabile del progetto, Marco Statera, la tecnologia sviluppata permette di distribuire grandi potenze in modo efficiente, sposandosi in maniera ottimale con la produzione da fonti rinnovabili. A questo si aggiungono le considerazioni dell’amministratore delegato di Asg Superconductors, Marco Nassi, che ha posto l’accento sulla capacità del nuovo cavo di veicolare fino a dieci volte più energia a parità di ingombro rispetto alle linee tradizionali, risolvendo alla radice il problema della dissipazione termica lungo il percorso.

Leggi anche Data center sostenibili? Finanza si confronta con gli impatti

Sito pilota dei Laboratori Nazionali di Frascati e caratteristiche tecniche

La virtuosità del sistema verrà testata sul campo attraverso un’installazione pilota presso il nuovo data center dei Laboratori Nazionali di Frascati dell’Infn, realizzato grazie alle risorse Pnrr assegnate al Centro Nazionale di ricerca in Hpc, big data e quantum computing Icsc. Il prototipo operativo, che fungerà da vera e propria linea di alimentazione, avrà una lunghezza di 50 metri, gestirà una potenza di 0,6 megawatt e presenterà una sezione superconduttiva da 1500 ampere a 400 volt.

L’assenza di resistenza elettrica garantisce il passaggio della corrente con una dissipazione di calore praticamente nulla. Tale proprietà elimina la necessità di installare voluminose busway o ingombranti fasci di cavi tradizionali nelle sale dati, consentendo un risparmio di spazio fino a dieci volte rispetto ai sistemi tradizionali.

L’infrastruttura di Frascati verrà inoltre sovradimensionata dal punto di vista della capacità di trasporto. Questo approccio eviterà di dover intervenire con costose ed invasive ristrutturazioni degli impianti elettrici nel momento in cui la capacità di calcolo del centro dovesse essere ampliata, un problema che attualmente ricorre con frequenza nell’arco di vita dei data center standard. La drastica riduzione degli ingombri apre infine nuove opportunità per la realizzazione e l’espansione dei poli di calcolo all’interno di contesti urbani densamente abitati o caratterizzati da forti vincoli di spazio.

Leggi anche Data Center e sostenibilità: il report Università di Padova-WWF traccia la rotta