Giải pháp nào cho nhu cầu “ngốn” điện của trung tâm dữ liệu?

Thế giới đang chứng kiến sự thay đổi lớn trong thiết kế và vận hành trung tâm dữ liệu (Data Center - DC) do sự trỗi dậy của Trí tuệ Nhân tạo (AI). Sự khác biệt lớn nhất giữa Trung tâm Dữ liệu Internet (IDC) thông thường và Trung tâm Dữ liệu AI (AIDC) chính là nhu cầu công suất.

Thách thức năng lượng AI

Các hệ thống DC thông thường thường chỉ có công suất dưới 10kW cho một tủ rack, nhưng công nghệ AI đòi hỏi một thiết kế hoàn toàn khác biệt, với công suất có thể lên trên 20kW cho mỗi tủ rack. Với mật độ công suất cực kỳ cao này, các hệ thống không thể chỉ dựa vào làm mát bằng không khí mà phải chuyển sang các công nghệ làm mát bằng chất lỏng mạnh mẽ hơn.

Tại Việt Nam, các nhà cung cấp dịch vụ DC cũng đang tích cực chuyển mình. Ông Nguyễn Đình Tuấn - Trưởng phòng Kỹ thuật Viettel IDC - cho biết trung tâm dữ liệu lớn nhất đang vận hành của Viettel IDC tại Hòa Lạc có công suất tối đa là 30MW. Theo kế hoạch, trung tâm dữ liệu đang được triển khai xây dựng tại TP Hồ Chí Minh (khởi công từ tháng 5 năm 2025) sẽ có công suất thiết kế lên tới 140MW.

Để đáp ứng nhu cầu giải nhiệt rất cao của AI với mật độ công suất lớn, Viettel đã phải thay đổi thiết kế và phương án cấp nguồn, sẵn sàng hỗ trợ các giải pháp làm mát mật độ cao như làm mát bằng chất lỏng (liquid cooling) và cả làm mát nhúng (immersion cooling).

Ông Giáp Hùng Cường – Phó Tổng Thư ký Hiệp hội Internet Việt Nam - còn chỉ ra một chi phí năng lượng ẩn khác mà người ngoài ngành thường không để ý, đặc biệt là với môi trường Việt Nam, đó là xử lý độ ẩm. Mặc dù về lý thuyết, việc đặt DC ở những nơi mát mẻ như Sapa sẽ giảm năng lượng làm mát, nhưng lại phải đối mặt với thách thức độ ẩm. Độ ẩm ở miền Bắc có thể lên tới 98-100%, nhưng yêu cầu độ ẩm trong DC chỉ khoảng 50%. Việc xử lý độ ẩm từ mức cao này xuống mức yêu cầu cũng rất tiêu tốn năng lượng, có thể cũng ngang ngửa với việc xử lý nhiệt.

Thêm vào đó, việc xây dựng DC đang có những hạn chế về mặt quy hoạch nguồn năng lượng tại Việt Nam. Ông giải thích rằng nguồn điện được phân bổ quy hoạch cho TP Hồ Chí Minh lớn hơn nhiều lần so với các tỉnh lân cận như Long An hay Cà Mau. Do đó, nếu một nhà đầu tư xuống Cà Mau và đề xuất xây dựng một DC công suất vài trăm MW, tỉnh sẽ không đủ điện để cung cấp. Đây là một yếu tố quan trọng lý giải vì sao các trung tâm dữ liệu lớn vẫn tập trung tại các thành phố lớn.

Ông Tuấn bổ sung rằng các DC hiện tại vẫn phải tập trung ở trung tâm kinh tế vì khách hàng yêu cầu DC phải nằm cách trung tâm không quá 30 km do yếu tố kết nối và độ trễ. Mặc dù Viettel đã nghiên cứu các vị trí gần nguồn năng lượng tái tạo như Bình Thuận, hoặc nơi có thời tiết mát mẻ như Sapa hay Đà Lạt để giảm chi phí làm mát, nhưng điều này đòi hỏi phải đánh đổi bằng việc đầu tư lớn vào hệ thống truyền dẫn, cơ sở hạ tầng và cả bộ máy nhân sự dẫn đến không khả thi về mặt lợi nhuận.

Lộ trình đáp ứng

Để đáp ứng được nhu cầu năng lượng đang tăng phi mã và cũng đảm bảo được tính bền vững, ông Ông Vladimir Kangin - Giám đốc IPTP Network - nhấn mạnh cần phải sử dụng tài nguyên một cách tối ưu. Đôi khi, sử dụng điện lưới không phải là lựa chọn tốt nhất vì lưới điện không đủ sạch hoặc hiệu quả. Điều quan trọng là phải suy nghĩ về hiệu suất ngay từ khi bắt đầu thiết kế.

Giải pháp năng lượng tối ưu phải là sự kết hợp của nhiều thế hệ công nghệ (mix of generations). Có thể triển khai lưới điện vi mô (microgrid) kết hợp năng lượng mặt trời, gió hoặc thủy điện, và lưới điện này cần phải được cân bằng liên tục vì không phải lúc nào năng lượng tái tạo cũng có sẵn. Trong trường hợp cần thiết phải sử dụng nhiên liệu hóa thạch, các đơn vị cần sử dụng chúng với hiệu suất cao nhất để đảm bảo tính bền vững.

Ông Andrea Pivatelio - Giám đốc Phát triển kinh doanh cấp cao, INNIO Jenbacher – khuyến nghị áp dụng đồng phát năng lượng (cogeneration) hoặc năng lượng tổ hợp. Bằng cách sử dụng nhiệt thải từ động cơ để làm mát, đây được coi là năng lượng miễn phí, thì chi phí năng lượng tổng thể của DC sẽ giảm đi rất nhiều. Ông nhấn mạnh rằng đồng phát năng lượng là công nghệ được áp dụng rộng rãi trong mọi ngành công nghiệp trên thế giới, từ bệnh viện đến sân bay, để giảm chi phí năng lượng và tăng độ tin cậy.

Như vậy là, con đường xây dựng trung tâm dữ liệu công suất cao và bền vững tại Việt Nam là một bài toán phức tạp đòi hỏi sự chuyển dịch đồng bộ, từ việc thay đổi công nghệ làm mát sang chất lỏng, áp dụng mô hình năng lượng hỗn hợp và đồng phát để tối ưu hiệu suất, đến việc vượt qua các rào cản về quy hoạch điện và chi phí lưu trữ năng lượng dự phòng lớn.

Quân Bảo