Ao longo da última década, o consumo de energia dos data centers permaneceu relativamente estável graças aos avanços em eficiência com inovações tecnológicas. Isso mudou com o surgimento da inteligência artificial (IA). Segundo a Agência Internacional de Energia (IEA), o consumo global de eletricidade por data centers deve mais que dobrar até 2030, em um cenário em que a IA tem um papel significativo. Por exemplo, uma única consulta ao ChatGPT consome quase 10 vezes mais energia do que uma pesquisa no Google.
A Goldman Sachs projeta que a demanda global de energia de data centers alcançará 55GW no início de 2025 e subirá para 84GW em 2027 — um aumento de mais de 50% em apenas dois anos. Até 2030, essa capacidade pode atingir 122GW. A densidade energética também está aumentando, com previsão de aumento de 162 kW para 176 kW no uso por pé quadrado até 2027. Hardware específico para IA é um componente importante desse salto.
A Geração de Energia irá acompanhar o ritmo?
O apetite crescente por energia nos data centers está em conflito com as infraestruturas legadas e ineficientes. Nos EUA, quase metade do país corre riscos elevados de apagões na próxima década, segundo a North American Electric Reliability Corporation. Isso se deve à desativação de usinas antigas, atrasos em novas construções e à crescente demanda.
Globalmente, o cenário é semelhante. Estima-se que mais da metade das usinas no Reino Unido e na União Europeia devem ser desativadas até 2040, mesmo com a expectativa de aumento de quase 80% na demanda de eletricidade entre 2022 e 2050. Isso é impulsionado pelo desejo de afastamento dos combustíveis fósseis, como o carvão.
A resposta é nuclear?
Diante dessa lacuna iminente, a energia nuclear surge como protagonista no futuro da matriz energética — tanto para atender à demanda quanto para apoiar a descarbonização. A IEA prevê que a participação da energia nuclear na geração de eletricidade praticamente dobrará até 2050.
Atualmente, existem 63 reatores nucleares em construção ao redor do mundo, com capacidade combinada superior a 70GW. Porém, a maior parte dessa atividade ocorre na Rússia e na China. Em contraste, os países do G7 enfrentam declínio nos investimentos e constantes desativações de instalações antigas.
SMRs: o match nuclear para os data centers
Um desenvolvimento promissor é o reator modular pequeno (SMR) — reatores compactos de fissão nuclear que produzem até 300MW, com microreatores chegando a apenas 10MW. Os SMRs são projetados para serem pré-fabricados, mais fáceis de instalar e mais rápidos para entrar em operação do que as usinas tradicionais.
Eles podem ser colocalizados junto aos data centers para fornecer eletricidade dedicada e livre de carbono. Enquanto usinas nucleares convencionais levam 8 a 10 anos para serem construídas, os SMRs podem ser lançados em apenas 2 ou 3 anos. Ainda mais lento que a construção de data centers, mas é um avanço.
O desafio é que os SMRs ainda são amplamente não comprovados em escala, com muito poucos em operação comercial — embora isso possa mudar rapidamente nas próximas décadas com o aumento da demanda.
A busca por eficiência imediata
Embora a energia nuclear possa ajudar a resolver os problemas de capacidade a longo prazo, os data centers também precisam de soluções imediatas para conter o uso de energia. Isso inclui analisar minuciosamente todas as áreas de consumo energético, desde redes, processamento, armazenamento de dados até os requisitos de resfriamento e alimentação.
Uma parte da solução é substituir os discos rígidos giratórios (HDDs) ineficientes por armazenamento totalmente em flash. A tecnologia flash é significativamente mais eficiente, consumindo de 5 a 10 vezes menos energia que os HDDs. Além disso, o armazenamento em flash não tem partes móveis.
Os sistemas avançados de armazenamento em flash oferecem ainda mais benefícios. Os SSDs comuns, que chegam a 20–30 TB por unidade, têm limitações. Alguns fornecedores agora oferecem módulos de flash de alta densidade projetados para operar em sistemas integrados. Esses módulos reduzem componentes como RAM e usam otimização a nível de sistema. O resultado vem em 5 vezes mais eficiência energética que SSDs comuns, 85% menos emissões de carbono e um aumento de 3 a 6 vezes de confiabilidade comparado a SSDs e HDDs.
Entre o agora e o amanhã
Com a carga de trabalho da IA crescendo e o aumento na demanda energética dos data centers, não existe uma solução única, mas várias estratégias serão necessárias. A energia nuclear, especialmente os SMRs, pode ajudar a suprir a lacuna no longo prazo. No curto prazo, tecnologias mais eficientes como o armazenamento totalmente em flash oferecem um caminho claro e imediato para mais sustentabilidade.
Patrick Smith, CTO da Pure Storage para EMEA.
