Densità di potenza nei data center: perché l’AI sposta la sfida dall’IT all’energia

La densità di potenza nei data center misura il rapporto tra la potenza richiesta dai sistemi IT e lo spazio fisico disponibile per ospitarli. Il termine esprime il livello di concentrazione della potenza elettrica all’interno dei rack che ospitano i sistemi di elaborazione. Per molti anni questo parametro è cresciuto in modo graduale seguendo l’evoluzione dei server e delle infrastrutture digitali tradizionali. La diffusione dei workload AI sta però modificando profondamente questo equilibrio, portando la densità di potenza al centro delle scelte progettuali dei data center di nuova generazione. A descrivere la portata di questa trasformazione è Vincenzo Velardi, Infrastructure & Data Center Segment Manager di ABB Electrification Italia, business unit di ABB, gruppo tecnologico internazionale specializzato nell’elettrificazione e nell’automazione industriale, presente in oltre 100 Paesi con circa 110.000 dipendenti, con una presenza consolidata nei settori dell’energia, delle infrastrutture, dei trasporti e dell’industria.

«I data center sono sempre stati infrastrutture energivore, ma il problema che affrontiamo oggi è strutturalmente diverso – racconta Velardi -. Prima eravamo abituati a gestire carichi distribuiti e prevedibili, gestiti attraverso soluzioni consolidate. Alimentare delle vere e proprie fabbriche di calcolo per l’intelligenza artificiale, capaci di sostenere volumi di elaborazione che non hanno paragoni con quelli delle infrastrutture digitali tradizionali è un’altra cosa. In Italia sull’AI siamo indietro di almeno sette anni rispetto ad altri Paesi: viviamo ancora in una fase di apprendimento rispetto a una comprensione profonda delle nuove esigenze infrastrutturali che stanno evolvendo dalla scala del megawatt a quella del gigawatt, portando i sistemi elettrici e di raffreddamento oltre limiti mai raggiunti prima. La densità di potenza è diventata il nuovo vincolo progettuale perché tutta questa capacità elaborativa deve essere alimentata e gestita all’interno di spazi sempre più concentrati».

Dall’elettrificazione alla progettazione dell’infrastruttura: il ruolo di ABB

Più in dettaglio ABB Electrification sviluppa sistemi di distribuzione elettrica, UPS, automazione e infrastrutture di alimentazione utilizzati anche nei data center hyperscale, colocation ed edge. Una posizione che le consente di osservare da vicino come stiano cambiando criteri progettuali, modelli di crescita e priorità operative di un mercato in cui la capacità di realizzare rapidamente infrastrutture affidabili sta diventando un fattore competitivo sempre più rilevante.

«A livello di progettazione, rispetto al passato, i data center richiedono un approccio molto più integrato – prosegue il manager -. Oggi non siamo più solo fornitori di quadri di media tensione, bassa tensione, sistemi UPS, soluzioni di automazione e componenti per i sistemi di raffreddamento. Siamo partner che seguono l’intera filiera del progetto, entrando in contatto con i vari owner che finanziano l’infrastruttura, con i general contractor che devono realizzarla e con gli studi di progettazione che ne definiscono le caratteristiche tecniche. Ognuno ha esigenze diverse: chi investe guarda al ciclo di vita dell’infrastruttura, chi costruisce a ingombri, manutenzione e tempi di consegna, chi progetta alla sostenibilità e all’evoluzione tecnologica. Sempre più spesso i data center vengono costruiti prima ancora di avere i clienti finali. Gli hyperscaler, ad esempio, pianificano la realizzazione a tre o cinque anni: sanno già oggi dove realizzeranno i data center futuri e scelgono in anticipo i propri partner tecnologici. Di conseguenza, anche noi dobbiamo precorrere l’evoluzione tecnologica».

Densità di potenza nei data center: perché modularità e standardizzazione sono strategiche

Con la crescita della densità di potenza nei data center aumenta anche la necessità di realizzare infrastrutture energetiche scalabili e rapidamente implementabili. Per questo modularità, standardizzazione e prefabbricazione stanno diventando strumenti sempre più importanti per accelerare il deployment delle infrastrutture e rendere replicabili le architetture riducendo la complessità progettuale.

«I grandi player che investono nei data center operano su scala internazionale – aggiunge Velardi -: non realizzano una sola infrastruttura in Italia, ma sviluppano progetti in diversi Paesi. La capacità di replicare rapidamente modelli già validati rappresenta un fattore strategico. Il loro obiettivo è studiare l’ingegnerizzazione una sola volta e poi moltiplicarla per tante installazioni, incluse le sottostazioni elettriche containerizzate, per cui riceviamo richieste crescenti. Questo permette di programmare la capacità produttiva e di rendere più efficiente l’intera filiera. I sistemi modulari prefabbricati di ABB Electrification contibuiscono ad una sensibile riduzione dei tempi di realizzazione dei data center. La modularità offre, inoltre, un vantaggio economico: consente di sviluppare la capacità in modo progressivo. È possibile partire con una prima fase da 2 MW per 4 o 5 MLN di euro, aprire il data center, iniziare a generare ricavi e utilizzare quella revenue per finanziare le espansioni successive, evitando di immobilizzare fin dall’inizio tutto il capitale necessario per il progetto».

La standardizzazione non produce benefici soltanto in termini di velocità. Quando sistemi di alimentazione, UPS e componenti infrastrutturali vengono assemblati, integrati e collaudati in fabbrica, molte criticità vengono intercettate prima dell’installazione. Attività di troubleshooting, incompatibilità tra componenti e interventi correttivi che tradizionalmente emergono durante la messa in esercizio vengono risolti nelle fasi precedenti del progetto, riducendo il rischio operativo e contribuendo a rendere più affidabile l’infrastruttura fin dal primo giorno di attività.

«La stessa logica di modularità vale anche su scala più contenuta – sottolinea Velardi -. Da un lato realizziamo sistemi di alimentazione per grandi data center, con moduli che integrano media tensione, bassa tensione e UPS (e questi sistemi di alimentazione possono essere affiancati per aumentare progressivamente la capacità disponibile). Dall’altro crescono soluzioni shelter e micro data center pensate per aziende che devono modernizzare i propri CED o portare capacità elaborativa vicino ai luoghi di utilizzo. Sono soluzioni plug and play: arrivano già assemblate e vengono semplicemente collegate all’infrastruttura. In questo scenario il tema non è più capire se sei in grado di fornire un prodotto. Il tema è entro quando riesci a consegnarlo».

Dalla produzione alla servitizzazione: telemetria, manutenzione predittiva e gestione del ciclo di vita delle infrastrutture

Per chi produce soluzioni di alimentazione e raffreddamento un altro aspetto dell’offerta sono i servizi di post-vendita. Digital twin, telemetria, sensoristica avanzata abilitano un product lifecycle management più avanzato e sostenibile.

«Tutti i nostri prodotti sono connessi e comunicanti, dialogando tra loro per monitorare assorbimenti energetici, stato di usura delle apparecchiature e avanzamento nel loro ciclo di vita – prosegue Velardi -. Utilizziamo i sensori per raccogliere continuamente informazioni sul funzionamento delle infrastrutture e le utilizziamo per costruire modelli di manutenzione predittiva. Con la nostra divisione service abbiamo protocolli che ci permettono di anticipare per tempo l’eventualità di possibili guasti e pianificare gli interventi prima che abbiano un impatto sull’operatività. In un data center la ridondanza è tutto: ci sono sempre due rami di alimentazione, poi la ridondanza dei due rami e poi la ridondanza delle ridondanze. In questo contesto, la sostituzione a caldo è possibile grazie a sistemi come Smissline TP , che permettono di togliere e inserire un interruttore senza interrompere il servizio. Per le apparecchiature principali, invece, bisogna pianificare l’intervento con largo anticipo, trasformando la manutenzione da attività reattiva a strumento di governo del ciclo di vita dell’infrastruttura. Non basta realizzare apparecchiature sostenibili: una volta che un prodotto ha finito il suo lavoro dobbiamo smaltirlo in modo sostenibile perché la sostenibilità riguarda tutto il servizio di gestione».

Greenfield, brownfield e densità di potenza: quando lo spazio diventa un vincolo progettuale

La sfida non riguarda più soltanto la capacità di costruire nuovi impianti, ma anche quella di connetterli a reti elettriche in grado di sostenerne i carichi. Il problema è urbanistico: in Europa, e in Italia in particolare, nelle grandi aree metropolitane, dove la domanda di data center è più elevata, la disponibilità di nuove aree si sta progressivamente riducendo. Applicare un modello costruttivo greenfield, dove il progetto nasce su terreni liberi e può essere sviluppato senza particolari vincoli preesistenti è quasi impossibile. Per questo l’approccio più diffuso sta diventando il brownfield associato alla riconversione di aree industriali o urbane esistenti. Questa trasformazione non riguarda soltanto il mercato immobiliare, ma modifica direttamente i criteri con cui vengono progettate le infrastrutture energetiche e i data center destinati a ospitarle.

«Negli Stati Uniti questo fenomeno è meno evidente perché la disponibilità di spazio è molto maggiore – osserva Velardi -. Pensiamo all’area metropolitana di Milano, dove la disponibilità di aree edificabili si sta progressivamente riducendo. In questi contesti i vincoli strutturali diventano molto più stringenti e non sempre è possibile applicare modelli completamente standardizzati. Il paradosso è che continuiamo a concentrare quantità sempre maggiori di potenza all’interno di spazi ridotti, mentre all’esterno cresce la necessità di infrastrutture dedicate all’alimentazione elettrica, al raffreddamento e alla gestione di questi carichi. Per dare un ordine di grandezza, nel 2025 in Italia sono stati installati circa 609 MW di nuova capacità, mentre le previsioni indicano oltre 1 GW annuo entro il 2028. Questo significa che il tema non è più soltanto costruire nuovi data center, ma garantire la disponibilità delle infrastrutture energetiche necessarie per alimentarli che richiede un ripensamento delle tecnologie utilizzate per produrre, distribuire e gestire l’energia».

Dalla corrente alternata alla corrente continua: come evolve l’alimentazione dei data center

Oggi l’elettricità attraversa numerose conversioni tra corrente alternata e corrente continua prima di raggiungere server e GPU. Ogni conversione comporta inevitabilmente perdite energetiche, produzione di calore e componenti aggiuntivi che occupano spazio. Per affrontare questa sfida ABB investe circa il 40% delle proprie risorse di ricerca e sviluppo nell’elettrificazione dei data center di nuova generazione, con particolare attenzione alle architetture energetiche necessarie per sostenere la crescita della densità di potenza associata ai carichi AI.

«Stiamo ripensando il modo in cui l’energia viene distribuita all’interno dei data center di nuova generazione – dice Velardi -. Insieme a NVIDIA stiamo lavorando su architetture di alimentazione in corrente continua ad alta tensione. Si tratta di sistemi a 800 VDC (Voltage Direct Current – tensione in corrente continua NdR) che consentono di trasportare più potenza con minori perdite e di ottimizzare l’utilizzo dello spazio disponibile, riducendo il numero di conversioni elettriche necessarie per alimentare i carichi AI, migliorare l’efficienza energetica e rendere più semplice la distribuzione di grandi quantità di potenza. È questa la logica che ha guidato lo sviluppo di HiPerGuard, il nostro UPS che opera direttamente in media tensione fino a 24 kV, eliminando uno stadio di trasformazione e semplificando la catena di distribuzione dell’energia all’interno del data center».