El auge de las aplicaciones de inteligencia artificial (IA) está aumentando las necesidades de potencia informática y capacidad de almacenamiento. Para las empresas, los particulares y los gobiernos es primordial que todos estos datos se procesen y almacenen de forma segura. Esto conlleva una mayor demanda de centros de datos avanzados los cuales, en nuestra opinión, ofrecen atractivas oportunidades de inversión, tanto en los propios centros de datos como en las infraestructuras en las que se basan.
Los centros de datos se han convertido en un elemento esencial para responder a estas necesidades en aumento, ya que ofrecen las infraestructuras requeridas para gestionar la enorme carga de trabajo de la IA. Durante la última década, los desarrolladores han estado aumentando sin cesar la capacidad tanto de los nuevos centros de datos de coubicación, aquellos que albergan servidores y redes de muchas empresas en instalaciones compartidas, como de los centros de datos hiperescala, instalaciones construidas específicamente para satisfacer las necesidades de enorme magnitud y alto rendimiento de las grandes empresas tecnológicas y los proveedores de servicios en la nube.
La necesidad de aumentar continuamente la capacidad será aún mayor con el auge de la IA Generativa (IAGen), lo que dará lugar a un nuevo ciclo de gasto en bienes de capital por parte de las empresas de hiperescala y exigirá grandes inversiones en infraestructuras de centros de datos durante los próximos años. Para seguir almacenando información de forma segura, las infraestructuras de los centros de datos tendrán que evolucionar para hacer frente a la mayor potencia que requiere la IA y para garantizar que no se produzcan pérdidas de datos debido a sobrecalentamientos, cortes de electricidad o incendios.
Entrenamiento frente a inferencia
Existen dos modelos principales de IA, cada uno con sus propios requisitos en lo que a centros de datos se refiere:
- Entrenamiento de IA: creación de un modelo para que reconozca patrones y haga predicciones a partir de los datos introducidos. Puede llevarse a cabo eficazmente en un entorno relativamente aislado, ya que es menos sensible a la latencia. El entrenamiento de IA puede realizarse en centros de datos situados en zonas rurales y beneficiarse de unos costes del suelo más bajos.
- Inferencia de IA: generación de predicciones o resultados mediante la información adquirida a partir de los datos introducidos (p. ej., ChatGPT). Requiere un rendimiento excepcional y una latencia mínima para posibilitar la interacción en tiempo real entre los usuarios finales y las aplicaciones. Para satisfacer estos exigentes requisitos, los centros de datos situados en entornos urbanos constituyen un ejemplo perfecto de instalaciones aptas para la inferencia de IA.
Aunque los modelos de entrenamiento de IA actualmente ocupan un lugar más destacado en las noticias, creemos que el potencial para los operadores de coubicación reside en el ámbito de la inferencia de IA. Esto podría suponer un mercado potencial entre 10 y 15 veces mayor que el del entrenamiento de IAWells Fargo, Generative AI Brings Opportunity to Data Centre Future. Los centros de datos de inferencia requieren la mitad de densidad de potencia que los de entrenamiento de IA y probablemente tendrán que duplicarse en 20-30 lugares de todo el mundo.
Demanda de potencia: un cuello de botella para los centros de datos
La construcción de centros de datos se enfrenta a dos escollos fundamentales: la disponibilidad de suelo y las limitaciones de potencia. Como consecuencia, la demanda está superando con creces la oferta disponible, una tendencia que esperamos que continúe en un futuro próximo.
La disponibilidad de energía es especialmente problemática, ya que las compañías suministradoras suelen estar preparadas para atender aumentos lineales de la demanda y los incrementos escalonados requeridos por los centros de datos de IA plantean un reto excepcional (véase la fig. 1). En 2023, el mercado mundial de centros de datos alcanzará los 60 GW de consumo energético. Se espera que esta cifra se duplique hasta alcanzar los 122 GW en 2027, lo que representa una tasa de crecimiento anual compuesto (TCAC) de en torno al 20%Estimaciones de Morgan Stanley Research.
Oferta y demanda de potencia de centros de datos, real y prevista, en GW
Fuente: Oppenheimer & Co Inc, datos del período comprendido entre el 01/01/2021 y el 31/12/2023. Las previsiones para los años siguientes están basadas en datos históricos.
La adopción de aplicaciones de IA es uno de los principales motivos del aumento de la demanda de potencia de los centros de datos. La densidad energéticaLa densidad energética se refiere a la cantidad de energía consumida o requerida por cada unidad de espacio en las instalaciones. Mide cuánta energía se precisa para hacer funcionar los servidores, sistemas de refrigeración y demás equipos en relación con la superficie disponible. de los servidores de IA es mucho mayor que la de los servidores de unidades centrales de procesamiento (CPU) tradicionales. Dependen de servidores de unidades de procesamiento gráfico (GPU) que requieren cinco veces más potencia que los servidores de CPU tradicionales y, a su vez, generan cinco veces más calorVertiv Capital Market Day 2023.
Se calcula que el 80% de la potencia de los centros de datos será consumida por la IA en los próximos 15 años, lo que convierte a la disponibilidad de energía en un factor diferenciador crucialMarc Ganzi, consejero delegado de DigitalBridge Group, conferencia de resultados del 2T de 2023.
Actualmente, la densidad de potencia media de los centros de datos ronda los 10 kW por bastidor. Como las aplicaciones de IA requieren una mayor densidad de potencia debido a la utilización de GPU, esto significa que la media prevista para los centros de datos hiperescala pasará a ser de 40-50 kW por bastidor en los próximos añosJLL Data Centres 2024 Global Outlook.
A medida que aumente la adopción de la IA, los operadores de centros de datos se verán obligados a mejorar sus infraestructuras eléctricas (es decir, la gestión energética desde la red eléctrica local hasta el chip), aunque esto puede tardar varios años en llevarse a la práctica. Una de las posibles maneras de acelerar el proceso es mediante la construcción en zonas donde ya existan las infraestructuras necesarias, aunque ello implique reacondicionar o sustituir las estructuras existentes.
El futuro del diseño de centros de datos
El aumento del consumo energético también requerirá más equipos de calefacción, ventilación y aire acondicionado, debido al aumento de calor generado. Por consiguiente, los centros de datos tendrán que invertir en sus sistemas térmicos (es decir, sistemas de refrigeración y de gestión de la circulación de aire).
El motivo es que las aplicaciones de IA generan mucho calor durante su funcionamiento, lo que exige que los centros de datos mantengan unas temperaturas operativas óptimas para evitar fallos de hardware y lograr un rendimiento fiable.
Mercado potencial total de gestión térmica de centros de datos, miles de millones de USD
Fuente: Dell’Oro, Liquid cooling forecast, 2023-2028E.
Hoy en día, la mayoría de los centros de datos utilizan la refrigeración por aire. Sin embargo, la creciente densidad de servidores está sobrepasando las capacidades de refrigeración de los sistemas basados en el enfriamiento por aire, que ascienden como máximo a 15-25 kW por bastidor y que, superado este límite, pierden su eficaciaThe Green Grid. A medida que la densidad de potencia crezca por encima de dicho límite, los operadores deberán empezar a plantearse el uso de tecnologías de refrigeración por líquido como la opción más viable.
Hasta hace poco, el diseño de centros de datos era capaz de atender los requisitos de densidad de potencia mediante técnicas de refrigeración localizada. Ahora hay un mayor interés en las soluciones de refrigeración por líquido a mayor escala para adaptarse a las mayores densidades de bastidor necesarias para la IAGen, aunque muchos operadores de centros de datos todavía no han cambiando sus diseños básicos porque consideran que son suficientes para los requisitos actuales de la IA. Esperamos que, a medida que la IAGen se integre más en nuestra vida cotidiana, aumente el interés por la refrigeración y la modernización de las instalaciones más antiguas.
Por tanto, el mercado potencial total de gestión térmica líquida para centros de datos podría quintuplicarse en los próximos cinco años (fig. 2). Así pues, las empresas proveedoras de sistemas de refrigeración –o equipos conexos– podrían convertirse en inversiones interesantes.
La importancia de contar con unos sistemas de refrigeración eficaces, por razones de seguridad, se puso de manifiesto cuando en 2021 se produjo un incendio en un centro de datos de Estrasburgo, que interrumpió millones de sitios web, incluso gubernamentales, y provocó importantes pérdidas de datos.
Un impulso para el sector
Ya pudimos ver una muestra de la creciente demanda en 2023, que registró un periodo sin precedentes en la historia de los centros de datos. Se arrendaron más de 6 gigavatios (GW) de capacidad incremental en todo el mundo, la mayoría de ellos, entre 4 y 5 GW, en NorteaméricaWells Fargo, Data Centre Demand Hits New Heights in Q4 2023 Industry Flash. El volumen de arrendamientos fue el doble del registrado en 2022, que ya era un máximo histórico, y casi ocho veces mayor al observado en 2019Wells Fargo, Data Centre REITs: 2024 Outlook.
Las limitaciones de la oferta y el fuerte aumento de la demanda han incrementado, a su vez, los precios de arrendamiento para los operadores de centros de datos. Tras una subida interanual de los precios de los arrendamientos del 18,6% en 2023, los expertos inmobiliarios de CBRE prevén otro aumento porcentual de dos dígitos en 2024 (fig. 3).
Precio medio de arrendamiento solicitado en los principales mercados, USD/kW/mes y % medio de variación interanual
Fuente: CBRE Research, 2023. Los precios de arrendamiento son los precios ofertados solicitados por 250-500 kW en centros de datos de nivel 3 (con varias vías para los sistemas de potencia y refrigeración) el año siguiente.
El sector de los centros de datos va a experimentar un crecimiento exponencial en los próximos años debido, principalmente, a la adopción generalizada de tecnologías de IA. Dicho crecimiento viene impulsado, sobre todo, por la necesidad de contar con una gran capacidad de procesamiento de datos y con infraestructuras informáticas de alto rendimiento. También aumentará la demanda de soluciones de refrigeración eficaces, como la refrigeración por líquido, para garantizar la fiabilidad y eficiencia del hardware de IA.
Las empresas de centros de datos que puedan adaptar y ampliar sus infraestructuras para responder a esta evolución de las necesidades gozarán de una situación idónea para aprovechar la implantación de la IA. Al adoptar estos cambios y aprovechar esta oportunidad, pueden desempeñar un papel decisivo a la hora de definir el futuro de la innovación y garantizar la seguridad de los datos que almacenan.
Los centros de datos cumplen una función esencial en la protección de activos fundamentales para las empresas, lo que los convierte en un segmento atractivo del universo de inversión de la estrategia Security de Pictet Asset Management.