O crescimento explosivo do treinamento e inferência de grandes modelos está mudando fundamentalmente a forma como os data centers são projetados e construídos. À medida que as cargas de trabalho de IA impulsionam a demanda por capacidade computacional cada vez mais densa, o modelo de data center está evoluindo para uma nova arquitetura.

Em uma extremidade, os data centers de borda aproximam a computação dos usuários e suportam aplicações como o processamento local e os gêmeos digitais. Na outra, data centers de grande escala fornecem os enormes recursos computacionais necessários para o treinamento e inferência de modelos de IA.

Data centers tradicionais, construídos em torno da construção civil, enfrentam limitações crescentes nesse novo ambiente. Longos ciclos de construção, flexibilidade limitada de expansão e alto investimento inicial dificultam acompanhar a rápida evolução das cargas de trabalho em IA.

Data centers conteinerizados, por outro lado, são pré-fabricados em fábricas e implantados rapidamente no local. Com ciclos de implantação mais curtos, maior escalabilidade e modelos de investimento mais flexíveis, eles estão emergindo como uma escolha prática para a expansão da capacidade de IA e a implantação de edge computing.

A computação de IA está impulsionando um novo modelo de infraestrutura

Desenvolvedores de data centers enfrentam dois grandes desafios.

• A velocidade de construção está se tornando crítica

Data centers tradicionais dependem da construção no local em múltiplas áreas, incluindo distribuição de energia, HVAC, proteção contra incêndio e monitoramento ambiental. Uma instalação convencional normalmente leva de 12 a 24 meses para ser concluída, e projetos grandes podem levar muito mais tempo.

Cargas de trabalho de IA evoluem muito mais rapidamente. A capacidade de computação precisa ser ativada rapidamente para suportar as rápidas mudanças nas necessidades do negócio. Modelos de construção baseados em cronogramas longos no local estão cada vez menos capazes de acompanhar.

• Investir em IA exige maior flexibilidade

A demanda por computação com IA tende a crescer em etapas, e não de forma linear. Fazer um grande investimento inicial em um data center convencional pode levar à subutilização da capacidade nas fases iniciais da implantação.

A construção em fases e a expansão de capacidade baseadas na demanda real estão, portanto, cada vez mais atraentes. Isso requer infraestrutura que possa ser implantada incrementalmente, expandida rapidamente e escalada sem exigir outro grande projeto de construção.

Da construção civil aos pods pré-fabricados: três gerações de infraestrutura para centros de dados

A infraestrutura de data centers evoluiu em três grandes etapas de desenvolvimento à medida que as necessidades computacionais aumentaram.

• Primeira geração: data centers tradicionais

A primeira geração dependeu da construção convencional de edifícios para criar espaço destinado a data centers. Distribuição de energia, HVAC, proteção contra incêndio e outros sistemas foram instalados e comissionados no local.

Essa abordagem oferece considerável liberdade no projeto das instalações e pode atender a requisitos personalizados. No entanto, os ciclos de construção podem se estender de 12 a 24 meses. Uma vez construída, a instalação é difícil de realocar, enquanto futuras expansões ou modificações podem ser complexas e disruptivas.

Esse modelo continua adequado para grandes data centers permanentes onde a infraestrutura fixa de longo prazo é justificada.

• Segunda geração: data centers modulares internos

A segunda geração introduziu sistemas modulares internos padronizados, integrando racks de TI, resfriamento em fileira e contenção em corredores quentes ou frios em soluções pré-fabricadas.

Essa abordagem melhora a padronização e reduz parte do processo de construção. No entanto, o sistema ainda depende de um edifício convencional como seu hospedeiro físico. A implantação externa geralmente não é possível, e a expansão ou modificação subsequente pode continuar sendo desafiadora.

• Terceira geração: data centers conteinerizados pré-fabricados

A terceira geração transfere toda a infraestrutura do data center para um gabinete pré-fabricado em contêineres. Usando plataformas de contêineres, os fabricantes podem completar o sistema elétrico, o sistema HVAC, o sistema de monitoramento etc., e realizar testes de aceitação em fábrica antes que o equipamento saia da fábrica.

Uma vez transportado até o local do projeto, o sistema requer, antes da operação, principalmente a conexão à rede elétrica da concessionária, a infraestrutura de resfriamento e as redes de comunicação.

Duas principais arquiteturas de data center containerizadas

Duas grandes arquiteturas estão surgindo no mercado:

1. Contêineres integrados tudo-em-um que para data centers de borda e
2. Pods de computação separados, com pods de funções dedicados à computação de IA de alta densidade.

Esta última tem se tornado cada vez mais a arquitetura preferida para infraestrutura de IA em escala de megawatts.

• Data centers conteinerizados tudo-em-um

Em uma arquitetura tudo-em-um, racks de servidores de TI, sistemas UPS, baterias e equipamentos de resfriamento são integrados em um único contêiner.

O alto nível de integração simplifica a implantação e torna a solução adequada para aplicações como computação de borda 5G, locais de recuperação de desastres para pequenas empresas e governos, e capacidade de computação temporária ou de emergência.

A Kstar "solução IDB" foi projetada especificamente para essas aplicações.

A solução utiliza um gabinete padrão de contêiner de 40 pés com tratamento anticorrosivo e antiferrugem. Com classificação de proteção externa IP55, pode ser instalado diretamente em ambientes externos, sem depender de um edifício de data center convencional.

A maior parte da integração, da fiação, do comissionamento e dos testes de aceitação em fábrica é concluída na própria fábrica. No local do projeto, o sistema requer principalmente energia e conexões de comunicação, permitindo o comissionamento e implantação em apenas sete dias.

UPS, distribuição de energia, resfriamento, proteção contra incêndio e monitoramento ambiental são integrados em um único contêiner. Não é necessária a coordenação multipod, o que reduz a complexidade da instalação no local.

O sistema integrado de monitoramento ambiental monitora continuamente o status dos equipamentos, as condições de energia da concessionária e os parâmetros internos de temperatura e de ambiente. Combinado com monitoramento remoto, o sistema pode suportar operações desacompanhadas e reduzir a necessidade de manutenção no local.

• Pods de computação com pods dedicados de energia e resfriamento

Para computação de IA de alta densidade em escala de megawatts, uma arquitetura separada vem se tornando cada vez mais a solução preferida.

O pod de computação forma a área de TI, ou "espaço em branco", e abriga servidores com GPU, switches de rede, equipamentos de armazenamento, sistemas sidecar, fontes de energia e a infraestrutura de TI relacionada.

Pods de energia dedicados concentram a infraestrutura elétrica, incluindo energia de entrada da concessionária, distribuição de engates de barramento, equipamentos de qualidade de energia SVG/APF, sistemas modulares de nobreak (nobreak), baterias e sistemas pré-fabricados de barras de suspensão.

Pods de resfriamento dedicados podem acomodar, separadamente, resfriadores, trocadores de calor, torres de resfriamento e outros equipamentos de gerenciamento térmico.

Ao separar os sistemas de computação, energia e resfriamento, a arquitetura oferece maior flexibilidade para cargas de trabalho de IA de alta densidade, permitindo que cada subsistema seja escalado conforme os requisitos do projeto.

A KSTAR foca na infraestrutura de energia no espaço cinzento, necessária para suportar esses ambientes de alta densidade. Aproveitando suas capacidades de UPS de alta potência em escala de megawatts e integrando tecnologias avançadas de distribuição de energia, a KSTAR oferece infraestrutura elétrica especializada para fábricas de IA e instalações de computação de alta densidade.

• Integração de Produto Fullink: Integra sistemas centrais, incluindo transformadores, quadro elétrico de baixa tensão, nobreak, bateria de lítio, etc. Oferece cobertura total, desde a distribuição de energia em média tensão até o fornecimento de energia para cargas de TI e de ar-condicionado.
• Redução do tempo de instalação: Todos os equipamentos no contêiner serão integrados na fábrica, reduzindo substancialmente o tempo de instalação no local e permitindo a entrega em um único ponto.
• Alta Escalabilidade: Projetado com contêineres como unidades básicas para implantação e replicação rápidas. Soluções podem ser implantadas e expandidas sob demanda conforme a escala do negócio.
• Verde e de alta eficiência: A eficiência do nobreak chega a 97%, e o abrigo de energia total atinge 95%.

Os Benefícios Centrais da Infraestrutura Containerizada

Em comparação com os data centers convencionais de construção civil, as soluções pré-fabricadas conteinerizadas oferecem várias vantagens importantes.

1. Implantação mais rápida

A pré-fabricação na fábrica pode prosseguir em paralelo à preparação do local. Como grande parte do trabalho de integração e comissionamento é concluída antes da entrega, a quantidade de construção no local é significativamente reduzida, o que acelera o tempo até a operação.

2. Menor custo total de propriedade

O investimento inicial pode ser melhor alinhado à demanda real de computação. A capacidade pode ser adicionada em fases, em vez de exigir um grande investimento inicial em uma instalação em escala completa.

3. Maior resiliência ambiental

Com um recinto com classificação IP elevada, o sistema é projetado para proteção contra poeira e umidade e pode operar em uma ampla gama de condições ambientais. Pode ser instalado diretamente ao ar livre, sem necessidade de um edifício dedicado.

4. Expansão e realocação flexíveis

Quando a demanda por computação aumenta, pods adicionais podem ser implantados e conectados à infraestrutura existente. Se os requisitos do negócio mudarem, sistemas inteiros de contêineres podem ser retirados e realocados, evitando grandes reconstruções ou paralisações prolongadas.

Perspectiva: Rumo a Centros de Dados Pré-Fabricados Mais Inteligentes e Ecológicos

A próxima geração de data centers conteinerizados será moldada por várias tendências tecnológicas importantes.

Para instalações de IA acima da escala de megawatts, a separação entre infraestrutura de computação e de energia provavelmente se tornará cada vez mais comum. A distribuição de energia DC de alta tensão e as arquiteturas híbridas de resfriamento a ar e líquido devem ganhar adoção mais ampla à medida que as densidades de energia dos racks continuam a aumentar.

A integração da geração fotovoltaica e do armazenamento de energia com infraestrutura computacional conteinerizada pode aumentar ainda mais o uso de energia renovável e impulsionar o PUE para níveis mais baixos.

Gêmeos digitais e a previsão de carga de trabalho baseada em IA também permitirão operações e manutenção mais inteligentes, possibilitando que os sistemas de infraestrutura antecipem mudanças na demanda computacional e otimizem dinamicamente os recursos de energia e de resfriamento.

A KSTAR continuará focando nas tecnologias de energia central enquanto expande seu portfólio de infraestrutura pré-fabricada — desde a solução All-in-One para aplicações de pequena e média escala até pods dedicados de alta potência para computação de IA em escala de megawatts.

Ao avançar continuamente nas tecnologias de UPS, de armazenamento de energia e de resfriamento integrado, a KSTAR visa fornecer soluções pré-fabricadas altamente confiáveis, eficientes em energia e escaláveis para projetos de computação com IA de diferentes portes.