Como funciona a indústria de data centers?

Investing.com -- Os data centers são a espinha dorsal da economia digital moderna, responsável por sustentar desde serviços em nuvem até aplicativos baseados em inteligência artificial (IA).

Com o aumento constante da demanda por armazenamento, processamento e transmissão de dados, o setor de suporte à construção e operação de data centers expandiu-se, tornando-se um vasto mercado global.

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"O capex [despesas de capital] em data centers atingiu US$ 215 bilhões globalmente em 2023", informaram analistas da BofA (NYSE:BAC) Securities, estimando que 74% desse investimento foi destinado a equipamentos de TI, como servidores, redes e armazenamento.

Os 26% restantes foram alocados para construção, instalação e infraestrutura que suportam esses equipamentos de TI.

A edificação de um data center compreende diversos componentes, cada um com um papel crucial na sua operação.

"O custo total para construir um data center é estimado em US$ 38 milhões/MW. Os custos com equipamentos de TI (servidores, redes e armazenamento) são cerca de US$ 30 milhões/MW", explicaram os analistas.

Os fornecedores envolvidos na construção desses centros variam amplamente, indo de fabricantes de servidores a fornecedores de equipamentos elétricos. No segmento de servidores, que representa a maior parte dos custos de data centers, empresas como Dell Technologies (NYSE:DELL), Hewlett Packard Enterprise (NYSE:HPE) e Lenovo têm papéis significativos.

Fabricantes de projetos originais, como Quanta e Wistron, também são extremamente importantes, principalmente em data centers de hiperescala, nos quais geralmente se adota hardware personalizado.

No setor de infraestrutura elétrica, empresas como Schneider Electric (EPA:SCHN), Vertiv (NYSE:VRT) e Eaton são predominantes. A Schneider é líder no mercado de equipamentos elétricos, que inclui UPS (fontes de alimentação ininterruptas), painéis de distribuição e PDUs (unidades de distribuição de energia).

Em relação aos equipamentos térmicos, que gerenciam o calor produzido por servidores de alta densidade, a Vertiv lidera o mercado, seguida de perto pela Johnson Controls, Trane e Daikin.

O avanço da inteligência artificial está promovendo uma revolução no design e construção de data centers. As tarefas de IA, particularmente as de aprendizado de máquina e aprendizado profundo, requerem significativamente mais energia do que aplicações convencionais.

Chips de IA, como GPUs e aceleradores de IA dedicados, demandam três a quatro vezes mais energia elétrica que CPUs tradicionais.

Consequentemente, data centers voltados para aplicações de IA necessitam de sistemas de energia e refrigeração mais avançados para suportar esses equipamentos de alta performance.

Essa tendência está estimulando o mercado de data centers. Analistas afirmam que "o mercado de chips de IA deve alcançar aproximadamente US$ 200 bilhões em 2027, um aumento significativo dos US$ 44 bilhões em 2023".

A adoção crescente da inteligência artificial (IA) está impulsionando a demanda por data centers, com uma expectativa de crescimento anual composto de 18% na capacidade elétrica desses centros de 2018 a 2023.

A transição para densidades energéticas mais elevadas e cargas de trabalho específicas de IA também está fomentando o aumento do uso de sistemas de resfriamento líquido, uma vez que os métodos tradicionais de resfriamento a ar não conseguem mais acompanhar o calor excessivo produzido pelos processadores de IA.

A gestão do calor tornou-se um dos desafios mais importantes nos data centers modernos, sobretudo com a adoção crescente de hardware de IA. As densidades de energia dos chips de IA estão excedendo as capacidades dos sistemas tradicionais de resfriamento a ar.

Como solução, operadores de data centers estão adotando cada vez mais o resfriamento líquido. Este método, que envolve a circulação de líquidos refrigerados diretamente nos componentes do servidor, é substancialmente mais eficaz que o resfriamento a ar e pode gerenciar as altas cargas térmicas produzidas pelos avançados processadores de IA.

A BofA Securities indica que, embora o resfriamento a ar ainda seja predominante no mercado, o resfriamento líquido está avançando rapidamente, especialmente para cargas de trabalho que exigem alto desempenho.

O resfriamento líquido direto no chip, que remove o calor dos processadores do servidor através de um líquido circulante, está se tornando o método de escolha.

Esta solução é capaz de resfriar racks com densidades de potência acima de 110 kW, superando significativamente os sistemas de resfriamento a ar, que se limitam a 70 kW por rack.

O resfriamento por imersão, um método onde servidores são imersos em fluidos dielétricos, vem ganhando interesse, apesar de ser uma tecnologia de nicho. Oferece maior capacidade térmica, sendo ideal para aplicações como mineração de criptomoedas e inteligência artificial.

O mercado de data centers é formado por uma variedade de fornecedores, cada um especializado em diferentes aspectos da infraestrutura.

A Schneider Electric lidera em infraestrutura elétrica, oferecendo componentes vitais como sistemas UPS, painéis de distribuição e PDUs.

A Vertiv se destaca em gerenciamento térmico com soluções de resfriamento, incluindo manipuladores de ar e sistemas de resfriamento líquido.

No segmento de servidores, a Dell Technologies possui a maior fatia do mercado, seguida pela Hewlett Packard Enterprise e Lenovo.

Em equipamentos de rede, a Cisco (NASDAQ:CSCO) mantém a liderança do mercado com quase 28% de participação.

Outros importantes fornecedores são Arista Networks e Huawei, que oferecem soluções de rede de alta performance para data centers.

No campo da construção e engenharia, empresas como Jacobs, Fluor e AECOM são essenciais no design e construção de data centers.

Estas empresas garantem que os data centers cumpram com os exigentes padrões de energia, resfriamento e segurança, além de seguir códigos e regulamentos de construção.

Segundo a BofA Securities, os serviços de engenharia para data centers constituem um mercado de 2,3 a 2,8 bilhões de dólares.

O futuro dos data centers está sendo definido por diversas tendências, com destaque para a inteligência artificial, que está elevando a necessidade de instalações mais robustas e eficientes, com capacidades de energia e refrigeração superiores.

A transição para densidades de rack mais altas e resfriamento líquido já está acontecendo, com muitos data centers ajustando sua infraestrutura existente para suportar essas inovações.

Para os próximos anos, a BofA Securities projeta um crescimento anual composto (CAGR) de 14% nos investimentos totais em data centers, alcançando 311 bilhões de dólares até 2026.

Concomitantemente, o advento dos data centers em hiperescala - instalações enormes de propriedade de gigantes tecnológicos como Amazon (NASDAQ:AMZN), Google (NASDAQ:GOOGL) e Microsoft (NASDAQ:MSFT) - está alterando o panorama.

Essas instalações estão expandindo os limites em termos de escala e tecnologia, com sistemas de resfriamento avançados e servidores customizados se tornando padrão. Esta tendência está igualmente fomentando a inovação entre os fornecedores desses sistemas vitais.