Il mercato americano è alla frenetica ricerca di soluzioni alternative ai classici data center, perché la richiesta di computing sta crescendo ma i tempi necessari alla costruzione di un data center non si riducono di conseguenza. Anzi, crescono i problemi burocratici, di immagine, finanziari e di approvvigionamento energetico. Tra le varie alternative proposte, la statunitense SPAN porta avanti quella dei micro data center da installare direttamente nelle abitazioni private, e in gran numero, per realizzare una infrastruttura di computing altamente distribuita che ha battezzato XFRA.

SPAN progetta pannelli di distribuzione elettrica e, anche per questa esperienza, affronta la questione data center soprattutto dal punto di vista energetico. Nel 2024 i data center classici hanno rappresentato già il 4% del consumo energetico negli USA e le previsioni per il 2030 indicano una crescita sino al 9% e oltre. Secondo SPAN ci vorranno oltre dieci anni per adeguare la rete elettrica a questo scenario, e le domande di connessione dei nuovi data center alla rete possono comunque aspettare anni. 

Secondo SPAN, questo è lo “hyperscaler paradox”: la domanda di calcolo cresce più rapidamente della capacità delle utility di espandere infrastrutture elettriche e sistemi di distribuzione necessari per alimentare nuovi grandi data center. Molto meglio, quindi, sfruttare in modi nuovi quello che c'è già. E l'opportunità migliore starebbe nella capacità elettrica inutilizzata di abitazioni e piccole imprese.

Fonte: SPAN

In sintesi, SPAN ritiene che una abitazione consumi mediamente meno della metà - il 40% circa - della potenza elettrica che le arriva dalla rete. L'idea è quindi conservare questo 40%, aggiungervi un altro 20% di "cuscinetto" in caso di utilizzi imprevisti di picco e usare il restante 40% per alimentare un micro data center che viene collocato in giardino o in cantina. Fare questo per centinaia di abitazioni di una città porta a creare una rete distribuita di nodi di computing che possono essere usati in particolare per i carichi di inferenza AI.

XFRA infatti non è un sistema progettato per sostituire i grandi data center: il training dell'AI continuerà ad esempio a richiedere grande potenza centralizzata, reti specializzate e infrastrutture ad alta densità. XFRA viene invece presentato come complemento per workload più modulari e distribuiti, soprattutto inferenza AI, cloud gaming, streaming, e altre applicazioni sensibili alla latenza. Tutti workload per cui avere nodi più piccoli ma vicini agli utenti finali è un vantaggio.

Come è fatto

Tecnicamente, un nodo XFRA è grande più o meno come le unità esterne delle pompe di calore ed è ovviamente progettato per avere il minimo impatto estetico e ambientale. In uno schema di massima, ogni nodo ospita due server a doppio processore raffreddati a liquido, uno switch Gigabit, 16 GPU Nvidia Blackwell (tra l'altro, Nvidia è partner tecnologico dichiarato del progetto XFRA), 3 Terabyte di RAM, batterie di accumulo, un pannello di distribuzione elettrica "smart". 

Una piattaforma di orchestrazione generale monitora in tempo reale consumi e disponibilità energetica a livello di singolo circuito elettrico, alloca ai server la capacità energetica inutilizzata senza compromettere i bisogni energetici delle abitazioni, distribuisce i carichi computazionali tra i diversi nodi distribuiti, gestisce le situazioni anomale o di emergenza (come i blackout).

SPAN sottolinea che la sua architettura è solida anche lato cybersecurity. Avere hardware e dati sparsi in giro è un invito ai malintenzionati - digitali e non - e per questo la piattaforma di XFRA usa comunicazioni cifrate, sistemi di autenticazione, isolamento dei workload e protezioni fisiche anti-manomissione per tutelare i nodi e le loro informazioni. In caso di compromissione di un nodo, il sistema è progettato per revocare le sue credenziali e disabilitare l’accesso ai dati. 

Secondo SPAN, l'idea di XFRA è positiva per tutti. Chi vuole realizzare nuove infrastrutture di calcolo lo può fare a (relativamente) basso costo e in maniera incrementale. A differenza dei data center tradizionali, che richiedono grandi investimenti iniziali e lunghi tempi di realizzazione, il sistema potrebbe essere avviato con pochi nodi e poi ampliato progressivamente. SPAN spiega orientativamente che 8 mila nodi XFRA offrono la potenza computazionale di un data center classico da 100 MW, ma possono essere installati sei volte più in fretta e ad un costo cinque volte inferiore.

Per i proprietari delle abitazioni coinvolte il vantaggio sarebbe economico. L’installazione dell’infrastruttura energetica e del nodo XFRA e gratuita, poi SPAN si assumerebbe i costi della bolletta energetica e farebbe pagare ai residenti una quota fissa che, secondo le sue stime, sarebbe mediamente la metà di quanto pagherebbero normalmente. Ma i vantaggi potrebbero, a seconda dei casi e delle zone, essere anche superiori.

SPAN sostiene di avere già prototipi funzionanti utilizzati da clienti paganti e prevede, nel corso del 2026, una installazione più significativa su 100 abitazioni in via di costruzione, in collaborazione con PulteGroup, una società specializzata in edilizia residenziale. L’obiettivo dichiarato è arrivare a una distribuzione più ampia negli Stati Uniti a partire dal 2027.