آرلینگتون ، تگزاس (AP)-سای Abhideep Pundla از ساعت 3 بعد از ظهر بیدار شده است. لوازم

Pundla ، کاندیدای دکترا در مهندسی ، در حال آزمایش سیستمی است که سرورهای رایانه را با استفاده از مبرد شیمیایی چرخشی به جای آب خنک می کند.

این یک نوآوری به موقع است. تگزاس در حال ساخت ده ها مرکز داده گسترده است-برخی به اندازه پارک مرکزی نیویورک-و کارشناسان می گویند که انتظار می رود میلیون ها گالن آب در سال در حالت با بحران آب فزاینده ای فوری.

هر عکس از یک عکس ، پیام ارسال شده یا جستجوی Google به داده هایی نیاز دارد که باید به جایی برود. "جایی" یک مرکز داده است.

این امکانات عظیم پر از سرورهایی که هر کاری را که بصورت آنلاین انجام می دهیم را ذخیره و پردازش می کنند ، زندگی دیجیتال ما را دست نخورده نگه می دارند. با این حال ، نگه داشتن تمام این داده ها برق را برای تأمین انرژی مراکز داده و سیستم های خنک کننده برای حفظ تجهیزات خود از نقص استفاده می کند. و هر دوی آنها به آب احتیاج دارند.

در حالی که مراکز داده در حال حاضر بخش کوچکی از منبع آب کل ایالت را مصرف می کنند ، <یک class = "پیوند anclick-linkenhancement" data-gtm-enhancement-syty = "linkenhancementa" href = "https://www.twdb.texas.gov/erener" noom> _wordplanning/sp " برنامه آب ، برخی محققان هشدار می دهند که با خشکسالی و رشد جمعیت ، مراکز داده می توانند به فشار آب به آستانه کمک کنند - به ویژه در مناطق خشک تر تگزاس.

مرکز تحقیقات پیشرفته هوستون ، یک سازمان تحقیقاتی غیرانتفاعی مستقل با تمرکز بر راه حل های پایداری ، <یک class = "پیوند anclick-linkenhancement" data-gtm-enhancement = "linkenhancementa" href = "https://harcresearch.org/research/powering-texas-digital-economy-cata-centers-and--the-fut-the-grid/" target = "_ خالی" rel = "noopener"> تخمین می زند که مراکز داده موجود در تگزاس تقریباً 25 میلیارد گالن گالن از آب ، یا 0 این تقاضا می تواند تا 2.7 ٪ از کل مصرف سالانه آب در تگزاس افزایش یابد. این میزان مصرف آب معادل 1.3 میلیون دولت در حال حاضر بیش از 400 مرکز داده مرکز داده دارد که حدود 70 مورد دیگر در این راه است.

"((این) ممکن است احساس نکند که در سطح ایالت کاملاً زیاد باشد." وی گفت ، اما اگر مراکز داده گسترده در جوامع کوچک قرار بگیرند ، آنها ممکن است نتوانند پرش های بزرگی را در تقاضای آب انجام دهند. به عنوان مثال ، در تگزاس Panhandle ، به عنوان مثال ، ساکنان Amarillo اخیراً یک رویداد جامعه را برای مخالفت با پنج مرکز داده برنامه ریزی شده برگزار کرده و دیگران را از خطرات احتمالی آبخوان Ogallala ، منبع اصلی آب منطقه که سریعتر از آن تخلیه می شود ، آگاه می کند.

"منابع آب ما به اندازه آنچه برای مرکز داده لازم است قابل اعتماد نیستند."

این نگرانی فزاینده محدودیت های دولت در ردیابی و پیش بینی مصرف آب توسط صنایع نوظهور را برجسته کرده است. در تگزاس ، شرکت ها موظفند میزان مصرف آب تاریخی را گزارش دهند ، اما لازم نیست گزارش دهند که چقدر آب انتظار می رود در آینده یا از کجا حاصل شود ، برنامه ریزی و یا مدیریت بهتر منابع آب خود را برای جوامع دشوار می کند.

سایر کشورها در مورد استفاده از آب مراکز داده عمل می کنند. قانونگذاران کالیفرنیا به تازگی لایحه ای را که در انتظار امضای فرماندار است ، تصویب کردند که <یک class = "پیوند anclick-linkenhancement" data-gtm-enhancement = "linkenhancementa" خواهد بود href="https://www.latimes.com/environment/story/2025-09-23/data-centers-water-use-bill#:~:text=Companies%20that%20run%20data%20centers%20are%20facing,water%20use%20before%20they%20begin%20operating%20and" target="_blank" rel = "noopener"> به مراکز داده جدید نیاز دارید تا قبل از شروع عملیات ، استفاده از آب پیش بینی شده خود را گزارش دهند ، در حالی که در مینه سوتا ، <یک class = "پیوند anclick-linkenhancement" data-gtm-enhancement syle = "linkenhancementa" HREF = "https://www.mprnews.org/story/2025/06/18/data-centers-face-d-wew-gretulations-in-minnesota" target = "_ خالی" rel = "noopener"> توسعه دهندگان مرکز نیاز دارند تا با آژانس زیست محیطی دولت مشورت کنند تا اطمینان حاصل کنند که مکان پیشنهادی آنها دارای یک منبع کافی است.

برخی از مراکز داده در ایالت های دیگر در نزدیکی دریاچه ها ، رودخانه ها یا در آب و هوای سردتر ساخته شده اند که در آن خنک کننده رایگان طبیعی وجود دارد. در تگزاس ، بسیاری از مراکز داده در مناطقی واقع شده اند که منابع آب در حال حاضر تحت فشار زیاد قرار دارند ، <یک کلاس = "پیوند anclick-linkenhancement" data-gtm-enhancement-style = "linkenhancementa" href = "https://arxiv.org/pdf/2506.2227773" throughond> noopener " استاد دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه پوردو. دینگ گفت: "شما می توانید همان مقدار آب را در تگزاس و آیووا مصرف کنید." "اما بار محیط زیست متفاوت است زیرا تگزاس خشک تر است."

در آزمایشگاه در آرلینگتون ، پوندلا و همکارش Braxton J. اسمیت روی سرور بسته بندی شده با ماژول های حافظه ، تراشه های پردازنده و فن ها - همان مؤلفه هایی که مراکز داده گسترده ای را تشکیل می دهند. هوم به عنوان بخار از یک مایع خاص سیستم را خنک می کند. آب درگیر نیست.

Pundla گفت این صنعت می داند که آب آنها و مصرف انرژی آنها ناپایدار است. وی گفت: "طرف مدیریت حرارتی مراکز داده اکنون در تلاش است تا بازی کند" زیرا این صنعت سیستم های محاسباتی بزرگتر و قدرتمندتری را توسعه می دهد که به برق بیشتری نیاز دارند و گرمای بیشتری ایجاد می کنند.

فوریت برای یافتن راه حل ها در حال رشد است. Earlier this year, President Donald Trump announced a 500 میلیارد دلار فشار فدرال ، Dubbed Stargate ، برای ساخت مراکز داده AI و زیرساخت های قدرت پشتیبانی آنها در تگزاس. Dereje Agonafer ، استاد مهندسی Pundla ، بدون خنک کننده باهوش تر گفت ، ممکن است با هزینه ای شدید زیست محیطی همراه باشد: تشدید کمبود آب ، مجبور کردن خانه ها و مزارع برای رقابت با صنعت و مختل کردن تنوع زیستی آبزی.

مراکز داده از دو روش اصلی از آب استفاده می کنند: مستقیماً ، برای خنک کردن تجهیزات خود و به طور غیرمستقیم ، از طریق برق که به آنها اعتماد می کنند.

بازار فعلی مرکز داده تگزاس به 10،234 مگاوات برق در سال نیاز دارد ، که معادل repasion" از مراکز داده انتظار می رود که تقاضای برق تگزاس را به تقریباً دو برابر تا سال 2030.

تولید برق نیز به آب نیاز دارد ، به ویژه برای خنک کردن نیروگاه های گاز طبیعی ، زغال سنگ یا هسته ای که بیشتر برق ایالت را تولید می کنند. این بدان معناست که هرچه یک مرکز داده بیشتر از برق استفاده کند ، آب بیشتر به طور غیرمستقیم مصرف می شود.

کوک گفت که آیا مراکز داده تصمیم می گیرند به شبکه متصل شوند یا منبع تغذیه خود را بسازند-<یک class = "پیوند anclick-linkenhancement" data-gtm-enhancement-style = "linkenhancementa" href = "https://www.texastribune.org/2025/06/06/06/05/texas-kenters-kenter-kenter-kenter-kenter-kenter-kenter-kenter-kenter-kenter-kenter-kenter-cata-> Target = "_ Blank" rel = "noopener"> برخی در مرکز تگزاس در حال ساخت نیروگاه های در محل هستند-نیازهای آب آنها برای خنک کننده را تحت تأثیر قرار می دهد.

درایور بزرگتر استفاده از آب ، نیاز به خنک کردن سرورهای مرکز داده ، که 24/7 اجرا می شود ، گرمای فوق العاده ای ایجاد می کند که باعث می شود سرورها در صورت خنک شدن صحیح نباشند.

با گذشت سالها ، روشهای مختلفی برای حل مشکل خنک کننده تکامل یافته است. سیستم های سنتی از آرایه هایی از طرفداران بزرگ برای دمیدن هوای خنک در دستگاه ها استفاده می کنند ، اما این امر به برق زیادی نیاز دارد و طرفداران بسیار بلند هستند.

آگونافر ، استاد مهندسی UT-Arlington ، گفت که خنک کننده هوا می تواند تا 40 ٪ از کل تقاضای انرژی یک مرکز داده را به خود اختصاص دهد.

به دنبال یک راه حل با انرژی بیشتر ، صنعت شروع به کاوش در سرورهای خنک کننده با آب کرد. یک روش از طریق خنک کننده تبخیر است: هوای گرم تولید شده توسط سرورها از طریق یک ماده خیس آب دمیده می شود. با تبخیر آب ، گرما را از هوا بیرون می کشد ، که سپس در اطراف سرورها گردش می شود تا آنها را از گرمای بیش از حد دور نگه دارد.

همچنین خنک کننده مایع وجود دارد ، روشی که مراکز داده هوش مصنوعی بیشتری اتخاذ می کنند. به جای خنک کردن هوا ، این روش به طور مستقیم سخت افزار را خنک می کند. صفحات سرد به تراشه های جداگانه وصل می شوند ، و یک مایع - معمولاً ترکیبی از آب و یک مایع خنک کننده شیمیایی - از طریق صفحات گردش می کند و گرما را در منبع دور می کند.

همچنین سیستم های خنک کننده حلقه بسته وجود دارد ، تکنیکی که در یکی از بزرگترین مرکز داده های جهان که اکنون در خارج از stargate ساخته شده است. در یک سیستم حلقه بسته ، مایع خنک کننده-پروژه Abilene از آب استفاده می کند-در مدار مهر و موم شده گردش می کند. مایع گرما را از اجزای الکترونیکی جذب می کند ، به بخار تبدیل می شود ، سپس به مایع متراکم می شود و به طور مداوم از طریق سیستم باز می گردد.

مرکز داده در ابتدا از 8 میلیون گالن آب آبیلین برای پر کردن سیستم خنک کننده استفاده می کند. ارمیا بیهل ، دستیار مدیر آب و برق آب Abilene ، گفت که کل در مقایسه با میانگین استفاده روزانه شهر از 22 میلیون گالن حداقل است.

پس از آن پر کردن اولیه ، سیستم به آب اضافی احتیاج دارد ، اما Bihl نمی تواند بگوید چه مقدار یا چند بار. وی افزود: گاهی اوقات سیستم نیز برای نگهداری به طور کامل تخلیه شده و دوباره پر می شود. اما وی گفت که انتظار نمی رود مصرف آب این مرکز در آبرسانی کلی شهر یک دندان عمیق قرار دهد.

"ما ممکن است فیل سفید همه مراکز هوش مصنوعی دیگر در آنجا باشیم ، فقط به دلیل نوع سیستم خنک کننده ای که (مراکز داده) دارند."

فرآیند برنامه ریزی آب تگزاس بر روی داده های تاریخی ساخته شده است. پیش بینی های طولانی مدت نیازهای آب ایالت توسط هیئت توسعه آب تگزاس به روند استفاده گذشته و استفاده از آب گزارش شده تاریخی متکی است. کارشناسان

می گویند این مدل می تواند منبع آب ایالت را در معرض رشد سریع صنایع جدید مانند مراکز داده آسیب پذیر کند.

"اگر شما صنعتی دارید که به نوعی رشد نمایی در ایالت داشته باشد یا فقط جهش و مرزهای در حال رشد داشته باشد ، این داده های تاریخی به شما نمی دهد تا بتوانید برای استفاده در آینده برنامه ریزی کنید." به عنوان مثال ، هوش مصنوعی تولیدی ، مانند ChatGPT ، از واحدهای پردازش گرافیکی استفاده می کند ، که پیچیده تر از پردازنده های رایانه ای معمولی هستند و گرمای بیشتری ایجاد می کنند - که به آب بیشتری برای خنک کننده نیاز دارد.

دولت قبلاً با مسائل مشابه روبرو شده است. کارلوس روبینشتاین ، کارشناس آب و یک کمیسر سابق کمیسیون کیفیت محیط زیست گفت: هنگامی که شکستگی هیدرولیک برای اولین بار در مزارع وسیع نفتی ایالتی قرار گرفت ، برنامه ریزان ایالتی با تقاضای آب زیاد از آن محافظت می شدند.

وی گفت که این صنعت گزینه های دیگری مانند استفاده از آب های زیرزمینی و استفاده مجدد از آب را پیدا کرده است.

"ما آن را خوب مدیریت کردیم ، اما شما فقط می توانید آن را برای مدت طولانی مدیریت کنید."

اکنون یک سناریوی مشابه در حال آشکار شدن با مراکز داده است. به گفته کارشناسان ، هیچ روش یکنواختی برای گزارش یا ردیابی مصرف آب آنها وجود ندارد و در نتیجه ، دولت نمی تواند به طور دقیق تأثیر آینده خود را بر روی یک منبع طبیعی به طور فزاینده ای پیش بینی کند.

"ما کمبود آب داریم ، اما از طرف دیگر ، اقتصاد تگزاس را دوست داریم." "این یک تعادل سخت است ، اما ما با این واقعیت روبرو می شویم که آب در تگزاس محدودترین عامل است و ما باید پاسخی پیدا کنیم (برای دیدار با هر دو)."

در سال 2024 ، هیئت مدیره آب ایالت سعی کرد با ارسال نظرسنجی به نزدیک به 70 مرکز داده ، از چقدر آب و سطحی که هر ماه از آنها استفاده می کردند و چه کسی آن آب را برای آنها تأمین می کند ، در مصرف آب مراکز داده دریافت کند. حتی اگر <یک class = "پیوند anclick-linkenhancement" data-gtm-enhancement = "linkenhancementa" href = "https://texas-sos.appianportalsgov.com/rules-and-meetings؟ $ locale=en_us&interface=view_tac_summary=09٪2F23٪2F2025&recordidid=118200" tharget = "_ blick" noopener "noopener". پاسخ داد

عواقب عدم رعایت حداقل است - یک جرم کلاس C با حداکثر جریمه 500 دلار.

در عمل ، سیستم به رعایت داوطلبانه یا گزارش خود متکی است. TWDB سپس داده ها را در آن گزارش ها تأیید می کند. اگر دولت می دانست چه نوع سیستم خنک کننده ای از هر تسهیلات مورد استفاده و همچنین مصرف برق آن وجود دارد ، می تواند بهتر مصرف آب را تخمین بزند. اما کارشناسان می گویند شرکت ها همیشه این اطلاعات را به دلایل اختصاصی فاش نمی کنند.

در پاسخ به این چالش ها ، هیئت توسعه آب گفت که در کنفرانس های صنعت ، بررسی تحقیقات جدید و تلاش برای تغییر مراکز داده به دسته دیگری از کاربر آب برای پیگیری بهتر آنها در برنامه های آینده آب ، شرکت می کند. با این حال ، کارشناسان می گویند که مراکز داده تا سال 2032 احتمالاً در اسناد برنامه ریزی دولت منعکس نمی شوند. کوک گفت: برنامه ریزی بر اساس داده های تاریخی "به این معنی است که تمام برنامه ریزی هایی که انجام داده اند نادرست است." "ما باید سرعت بگیریم."

در داخل آزمایشگاه UT-Arlington ، یک تیم کوچک در اطراف یک میز جمع شده است که در آن کارهای داخلی یک دستگاه خنک کننده مرکز داده روی یک قطعه جدول سفید به صورت قطعه گذاشته شده است.

بر خلاف سیستم خنک کننده حلقه بسته مرکز داده Abilene ، این فناوری به جای آب از یک مخلوط شیمیایی استفاده می کند و سخت افزار را مستقیماً خنک می کند. مبرد از طریق صفحه ای که مستقیماً به واحد پردازش ، مغز رایانه نصب شده است ، گردش می کند. با جذب مایع گرما ، تبخیر می شود و قبل از چگالش و چرخش ، گرما را از بین می برد و یک حلقه بسته را تشکیل می دهد. Agonafer ، استاد مهندسی گفت: این تغییر از مایع به گاز و بازگشت به مایع روشی بسیار کارآمدتر برای از بین بردن گرما نسبت به سیستم های خنک کننده هوای سنتی یا فقط مایع است. اسمیت ، دانشجوی دکترا مهندسی گفت: "این مانند یخچال است."

فناوری جدید انرژی را به طور متوسط ​​مرکز داده برای خنک کردن تجهیزات خود از حدود 40 ٪ از کل مصرف انرژی به 5 ٪ در طول آزمایش آزمایشگاه کاهش داده است. اگرچه نسخه ی نمایشی فعلی فقط یک سرور را شامل می شود ، اما برنامه هایی برای مقیاس 40 به عنوان تیم خوب جریان مایع ، کنترل دما و فشار برای به حداقل رساندن مصرف انرژی وجود دارد.

این بخشی از یک تلاش بزرگتر و فدرال برای تغییر نحوه خنک شدن مراکز داده است. UT-Arlington با کمک هزینه 2.84 میلیون دلاری از برنامه CoolerChips وزارت انرژی ایالات متحده ، پیشرو است <یک کلاس = "پیوند anclick-linkenhancement" data-gtm-enhancement = "linkenhancementa" href = "https://arpa-e.energy.gov/programs-and-initiatives/search-all-projects؟filterociationfield_reference_programs=coolerchips" target = "_ خالی" "rel =" noopener "> یکی از 19 پروژه با هدف بریدن انرژی و آب تقاضای آب از مرکز داده ها.

به عنوان بخشی از پروژه ، accelsius "> rel" rel = "noopener"> accelsius ، یک شرکت مستقر در آستین که در زمینه تست تست در مرکز داده ها ، تکنیک های تکنیک را تهیه کرده است ، آگونوفر ، استاد رهبری تیم دانشجویی ، گفت: این پروژه نزدیک به آماده شدن برای استفاده تجاری است.

Pundla ، نامزد دکترا ، گفت که این فناوری در حال حاضر علاقه شرکت های مرکز داده را جلب کرده است. پس از اتمام این پروژه ، برنامه دانشجویان برای راه اندازی یک شرکت نوپا برای فروش این فناوری ، با دانشگاهی که به عنوان سهامدار توسعه یافته است.

در حالی که هیچ مقرراتی در تگزاس وجود ندارد که شرکت ها را به اتخاذ چنین سیستم هایی بپردازند ، شرکت هایی که فناوری سیستم خنک کننده را می فروشند می گویند مراکز داده انگیزه بزرگی برای کاهش تقاضای برق خود دارند.

لیست انتظار. لیز کروز ، مدیر ارشد بازاریابی Acelsius گفت:

یافتن راه های کاهش انرژی ، مقرون به صرفه تر است. وی گفت شرکت هایی که با او کار می کنند ترجیح می دهند از برق برای محاسبات استفاده کنند نه خنک کننده.

"مراکز داده ها گرگهای انرژی و مصرف آب زیادی هستند." "بنابراین این مسئولیت ما به عنوان سازندگان (سیستم های خنک کننده) است که پایدارترین تصمیم را بگیرند."

این داستان در ابتدا توسط noopener "> Texas Tribune و Presssistate Withsernerhone توزیع شده است.