Pamit Surana tem um truque na manga.

Como cofundador e CCO da Akash Systems, uma empresa especializada em usar diamantes para resfriar servidores de data center, Surana diz que ele e seus colegas sempre carregam um diamante com eles.

Este não é o diamante dos anéis de noivado ou colares – tem formato de pedrinha e suas bordas são macias, não afiadas nem brilhantes – e, em entrevistas presenciais, quando lhe é pedido que explique o que a tecnologia faz, Pamit pega o diamante, segura-o entre os dedos e corta um bloco de gelo como se fosse manteiga à temperatura ambiente.

"O motivo pelo qual [o truque] ficou popular é que [nosso CEO] Felix me mostrou isso e eu disse: 'Eu entendo isso.'' Eu não tenho doutorado e entendo.' Então, agora, todo executivo carrega diamantes no bolso", diz Pamit.

O truque, importado da sala de aula de física do ensino médio, tem como objetivo demonstrar a condutividade térmica do diamante e ilustrar sua viabilidade comercial no contexto da eletrônica de resfriamento.

O diamante é um dos materiais mais condutores termicamente do mundo – cerca de cinco vezes mais condutor termicamente que o cobre, seu rival mais próximo – e a Akash aposta que todo operador de data center vai querer colocar um pouco desse brilho em seu hardware.

Diamantes, conheçam o nitreto de gálio

A Akash Systems foi idealizada por Felix Ejeckam, um empreendedor e cientista de materiais com doutorado em engenharia elétrica e ciência da computação, com minor em ciência dos materiais, pela Universidade Cornell.

Ejeckam demonstrou a utilidade de fundir diamantes com nitreto de gálio, um material semicondutor amplamente utilizado, e, em 2013, vendeu as patentes da tecnologia – chamada Nitreto de Gálio sobre Diamante (GaN-on-Diamond) – para a Element Six, uma empresa de diamantes sintéticos fundada pelo gigante global do setor de diamantes, a De Beers. Mas a De Beers "mudou sua estratégia", segundo Ejeckam, e ele e seus cofundadores compraram as patentes em 2016 para comercializar a tecnologia por conta própria.

A Akash Systems foi fundada um ano depois, e a empresa de capital de risco Khosla Ventures forneceu 3,1 milhões de dólares (15,9 milhões de reais) em financiamento no ano seguinte.

A primeira tentativa da empresa de comercializar a tecnologia veio na forma de rádios via satélite qualificados para o espaço. Como o espaço não tem ar, dissipar o calor é um problema para a eletrônica dos satélites, o que limita a velocidade com que eles podem transmitir dados para a Terra. Akash argumentou que o resfriamento por diamante permitiria que os rádios operassem de forma mais eficiente, possibilitando que os operadores de satélites aproveitassem melhor seus equipamentos.

Embora tenham começado a ser lançados em 2023, a Akash já voltava seu olhar para os data centers. Como muitas outras empresas de diversos setores, a Akash percebeu uma oportunidade após a estreia do ChatGPT em novembro de 2022.

"Começamos a ver o espaço da IA crescer e vimos uma oportunidade: as GPUs têm um problema de aquecimento", ele diz. "Nossa herança é resolver o problema do calor em eletrônicos, e a GPU foi a próxima oportunidade para nós."

Outras empresas e pesquisadores já utilizaram com sucesso a tecnologia GaN-on-diamond. A Fujitsu Laboratories afirmou, em dezembro de 2019, que conseguiu usar Gan-on-diamond para dissipação de calor em radares meteorológicos e em equipamentos de comunicação. O South China Morning Post informou, em fevereiro de 2024, que um grupo de cientistas chineses que trabalha para o maior fornecedor chinês de armas eletrônicas havia usado chips à base de diamante em armas eletrônicas. A Qorvo, uma empresa de hardware de comunicações, também promove pastilhas GaN-on-diamond para rádios e amplificadores militares.

Mas a Akash parece ser a primeira a aplicar isso em data centers.

Existem duas partes na proposta de valor da Akash. A primeira é no nível do servidor. Considerando que o diamante é mais condutor que o cobre, o rival mais próximo do material, os operadores de data centers poderão obter mais processamento de seus chips porque eles não superaquecerão tão facilmente, segundo a empresa, o que significa que poderão operar sem thermal throttling. Isso significa que você pode obter mais proveito dos seus chips existentes e, no caso dos data centers de IA, aumentar o número de tokens por watt.

O segundo é no nível do data center. Surana afirma que seus "servidores podem operar em um ambiente que atinge 48,8 °C".

"Chamamos isso de 'diamantes no deserto'", ele diz. "Você poderia literalmente colocar nossos servidores no meio de Dubai, no calor do verão do Texas ou do Arizona. E nós não aceleramos.

"Para os data centers refrigerados a ar, isso representa um impacto material na eficiência energética (PUE), pois agora qualquer pessoa que compre nossos servidores Diamond Cold pode operar seu data center em uma temperatura mais alta e, assim, reduzir o PUE, liberando mais energia de um data center existente. Isso, além dos 70% no nível do servidor", diz Surana.

Redução do consumo de energia

A Akash afirma que sua tecnologia de resfriamento deve reduzir o consumo de energia dos data centers e aumentar os FLOPs/Watt em até 15% por servidor em instalações operando a temperaturas de até 50°C, em comparação com o padrão comum de 24-29°C.

Surana disse em entrevistas que o servidor refrigerado a diamante poderia gerar 1 milhão de dólares (5,1 milhões de reais) em receita incremental ao longo de quatro anos – o que equivale a cerca de 250.000 dólares (1,3 milhão de reais) por servidor por ano – com base em uma análise feita por dois grandes bancos anônimos de Wall Street.

As coisas começaram a melhorar para a empresa em 2024. Ela garantiu uma subvenção de 68 milhões de dólares (348,8 milhões de reais) sob a Lei CHIPS, lançou seus primeiros servidores refrigerados a diamante e assinou um contrato de 27 milhões de dólares (138,5 milhões de reais) com o data center indiano e com o operador soberano de nuvem NxtGen.

Esses servidores foram entregues à NxtGen em fevereiro deste ano, e a empresa anunciou, em março, que havia lançado servidores de IA refrigerados por diamante com processador AMD. Esses servidores viriam equipados com a tecnologia da Akash e incluiriam oito GPUs AMD Instinct MI350X, duas CPUs AMD Epyc 9005, NICs AMD Pensando Pollara 400 AI e a mais recente pilha de software ROCm. A Akash também anunciou que recebeu um pedido inicial de 300 milhões de dólares (1,5 bilhão de reais) para os servidores com AMD nos EUA.

Embora a Akash aposte que todo tipo de data center vai querer servidores refrigerados a diamante em algum momento, como qualquer negócio, ele precisa de capital para realizar seus sonhos e, para lançar a empresa, busca primeiro revolucionar o mercado de data centers refrigerados a ar.

A razão para isso, diz Surana, é simplesmente econômica. Embora muitos dos enormes data centers de IA anunciados nos últimos anos ainda estejam em construção, as instalações refrigeradas a ar são comuns nos EUA e em todo o mundo.

"O motivo pelo qual implantamos [em um data center refrigerado a ar] é que você não precisa esperar o data center ser construído", ele diz. "Data centers refrigerados a ar... essas são vendas que você pode registrar hoje.

"O segredo é que oferecemos mais capacidade de computação hoje. E isso é no nível do servidor. E então, em quantidade acumulada, você recebe mais em um data center fixo. Então, se você possui um data center refrigerado a ar, o diamante vai te dar o máximo absoluto porque você não precisa construir outro data center. Você não precisa esperar aprovações. Você recebe isso hoje, sem necessidade de permissão."

Surana acrescentou que buscava atingir dois tipos de clientes de ar-condicionado: aqueles que já buscavam trocar seus hardwares, além de operadores que buscavam tirar mais proveito de seus equipamentos existentes.

No primeiro caso, os clientes simplesmente comprariam o novo servidor pré-carregado com diamantes, mas no segundo, a Akash "iria até a instalação, abriria [o servidor], adicionaria nosso diamante, fecharia e ligaria novamente", diz Surana. Esse processo de substituição leva de duas a três semanas, segundo a empresa.

"Os clientes estão ansiosos para obter nossas opções de refrigeração a ar devido aos ventos contrários da construção de novos data centers", diz Surana. "Estamos resolvendo a restrição legada dos data centers refrigerados a ar, o que desbloqueia um data center inteiro. Não são apenas tokens por watt no sentido clássico – são mais tokens por data center, porque você pode densificar conosco."

A Akash tem como alvo os data centers com refrigeração líquida

Surana enfatiza que eles não se limitam ao mercado de refrigeração a ar.

"Todo mundo está construindo data centers refrigerados a líquido", ele diz. "Mas eu teria que esperar até 2027 ou 2028 por essa receita. Não é que estejamos evitando líquidos; prefiro aceitar a receita hoje porque 90% das bases instaladas são refrigeradas a ar. É aí que está o negócio: o mercado de IA quer coisas hoje. Então, encontramos o mercado onde ele está."

Ele disse à DCD que a empresa estrearia sua opção de resfriamento, a Nvidia Vera Reuben, no quarto trimestre deste ano.

A Akash enfatiza que é uma empresa global. Ela obtém seus diamantes da Ásia, da Europa e dos Estados Unidos e busca construir seus próprios reatores de diamantes para sintetizar diamantes artificiais nos Estados Unidos. A empresa também está aberta a oportunidades na Europa, na Ásia e no Oriente Médio.

"Em cada servidor vendido, podemos adicionar diama,nte, Nvidia ou AMD", diz Surana. "Então nosso mercado é o apetite por hiperescalas, neoclouds e enterprise. É um mercado realmente grande."

Mas a Akash é reservada quanto ao custo exato do servidor resfriado por diamante. Quando perguntado quanto custaria adicionar um diamante a um servidor existente, um representante disse à DCD que a Akash ficaria com "uma porcentagem do valor adicional em dinheiro."

Curiosamente, o material promocional da Akash não enfatiza o ambientalismo. A Surana tem prazer em enfatizar que o produto pode ajudar operadores de data center e clientes a aproveitarem melhor seu hardware, mas se isso satisfará a demanda insaciável por capacidade é outra questão completamente diferente.

"Estamos usando carbono e diamantes para descarbonizar", ele argumenta. "Estamos usando a natureza para ajudar a natureza. Se você pensar bem, se eu conseguir trazer 70% a mais de tokens do mesmo megawatt, acabo reduzindo a pegada de carbono de outro data center em 70%."

Muitos argumentariam que a probabilidade disso acontecer é pequena e que tornar os servidores mais eficientes simplesmente incentiva os operadores a comprar mais chips e construir mais data centers; tal é o apetite insaciável por computação na era da IA. Mas Surana conclui: "O que posso dizer é que tenho menos impacto de carbono ou de token com meu servidor, e isso é sustentável. Honestamente, se você resolver as questões da sustentabilidade e da energia, todos se beneficiam.

"É literalmente verde – verde para o meio ambiente e verde para o dinheiro."