Opzioni di raffreddamento a liquido per data center

Vista la crescita delle applicazioni di computing ad alta intensità di elaborazione, gli operatori dei data center stanno valutando le opzioni di raffreddamento a liquido. Il mercato del raffreddamento a liquido è destinato a raggiungere i 3 miliardi di dollari USA entro il 2026, visto che le organizzazioni adottano sempre più servizi cloud, utilizzano l’intelligenza artificiale (AI) per potenziare l’analisi avanzata e il processo decisionale automatizzato e, inoltre, abilitano le applicazioni blockchain e di criptovaluta.

Attualmente, i data center supportano requisiti di alimentazione dei rack superiori a 20 kilowatt (kW), ma il mercato è diretto verso i 50 kW o più. Le unità di elaborazione centrale (CPU) e le unità di elaborazione grafica (GPU) di nuova generazione hanno proprietà di densità termica più elevate rispetto alle architetture di generazione precedente. Inoltre, i produttori di server stanno inserendo più CPU e GPU in ciascun rack per soddisfare la crescente domanda di applicazioni di computing e AI ad alte prestazioni.

L’air processing ora mostra i suoi limiti. I sistemi di raffreddamento ad aria non sono in grado di raffreddare questi rack ad alta densità in modo efficiente e sostenibile.

Di conseguenza, gli operatori dei data center stanno esaminando le opzioni di raffreddamento a liquido. Il raffreddamento a liquido sfrutta le proprietà di trasferimento termico più elevate, tipiche dell’acqua o di altri fluidi, per supportare un raffreddamento efficiente ed economico dei rack ad alta densità e può essere fino a 3000 volte più efficace rispetto all’uso dell’aria. Il raffreddamento a liquido, collaudato da tempo per applicazioni mainframe e gaming, si sta espandendo per proteggere i server montati su rack nei data center di tutto il mondo.

Vertiv ha creato una vasta gamma di risorse per aiutarti a comprendere le sfide, le opportunità e i requisiti tecnici che il raffreddamento a liquido presenta. Queste risorse ti aiuteranno a decidere come applicare e scalare il raffreddamento a liquido in base al tuo data center.

Con quale velocità ci stiamo avvicinando al punto di svolta per i data center raffreddati a liquido?

Confronto tra raffreddamento a liquido e raffreddamento ad aria: Come si evolvono i sistemi di gestione termica

Informazioni sulle opzioni e le prestazioni di raffreddamento a liquido

Gli operatori dei data center stanno perseguendo uno dei tre percorsi con il raffreddamento a liquido. Stanno sviluppando data center solo a liquido, impianti raffreddati ad aria con una nuova infrastruttura per supportare i futuri rack raffreddati a liquido, e integrando il raffreddamento a liquido negli attuali impianti raffreddati ad aria che non dispongono dell’infrastruttura necessaria per supportarlo. Molto probabilmente sarà quest’ultimo il percorso prescelto: l’obiettivo è quello di ottenere una capacità che soddisfi le esigenze aziendali a breve termine e fornisca un rapido ritorno sull’investimento.

L’installazione del raffreddamento a liquido può risultare complicata. I team dei data center vorranno collaborare con un partner per prendere in considerazione i problemi chiave, tra cui i requisiti idraulici, la distribuzione del raffreddamento, il bilanciamento della capacità, le strategie di mitigazione del rischio e i sistemi di dissipazione del calore.

Le opzioni per il raffreddamento a liquido includono:

• Scambiatori di calore per porte posteriori: gli scambiatori di calore passivi o attivi sostituiscono lo sportello posteriore del rack per apparecchiature IT con uno scambiatore di calore liquido. Questi sistemi possono essere utilizzati in combinazione con sistemi di raffreddamento ad aria per raffreddare ambienti con densità rack miste.

• Raffreddamento a liquido diretto su chip: le piastre di raffreddamento diretto su chip si trovano sopra i componenti generanti calore della scheda e permettono di dissipare il calore attraverso piastre di raffreddamento monofase o unità di evaporazione bifase. Queste tecnologie di raffreddamento possono rimuovere circa il 70-75% del calore generato dall’apparecchiatura nel rack, tralasciando il 25-30% che deve essere rimosso dai sistemi di raffreddamento ad aria.

• Raffreddamento a immersione: i sistemi di raffreddamento a immersione monofase e bifase sommergono server e altri componenti nel rack in un liquido o fluido dielettrico termicamente conduttivo, eliminando la necessità di raffreddamento ad aria. Questo approccio massimizza le proprietà di trasferimento termico del liquido ed è la forma di raffreddamento liquido più efficiente sul mercato.

Requisiti di manutenzione per il raffreddamento a liquido

Ad oggi, il principale ostacolo alla crescita del raffreddamento a liquido è stato il timore degli operatori dei data center circa i rischi associati allo spostamento dei liquidi nel rack. I sistemi di raffreddamento a liquido che vengono implementati oggi riducono al minimo il rischio di danni alle apparecchiature limitando il volume di fluidi distribuiti e integrando la tecnologia di rilevamento dei liquidi nei componenti del sistema e in punti chiave del sistema di tubazioni.

Quando si utilizzano fluidi dielettrici, viene eliminato il rischio di danni alle apparecchiature dovuti a perdite, tuttavia il costo elevato di questi fluidi giustifica l’inclusione di sistemi di rilevamento delle perdite simili a quelli utilizzati nei sistemi a base d’acqua. Il documento di Open Compute Project, Leak Detection and Integration, è consigliato a chiunque decida di adottare le opzioni a liquido nel proprio data center

A prescindere dalla fase in cui ti trovi nel percorso di raffreddamento a liquido, Vertiv offre soluzioni e servizi che ti aiuteranno a raggiungere i tuoi obiettivi aziendali e i tuoi requisiti tecnici.

Come leader globale nella gestione termica, Vertiv adotta un approccio olistico al raffreddamento a liquido. Le nostre soluzioni si basano su anni di ricerca e sviluppo in collaborazione con le università partner del Center for Energy-Smart Electronic Systems (ES2), The Green Grid and Open Compute Project e Green Revolution Cooling.

Grazie a questi sforzi e al nostro programma intensivo di raffreddamento a liquido R&D, Vertiv si tiene al passo con le mutevoli esigenze dei clienti. Offriamo un portfolio di soluzioni che supportano il raffreddamento ibrido ad aria e a liquido, nonché data center completamente raffreddati a liquido che includono:

• Unità di distribuzione refrigerante (CDU) e chiller per interni progettati per fornire soluzioni infrastrutturali complete per il raffreddamento a liquido dei data center

• Scambiatori di calore attivi e passivi per porte posteriori

• Sistemi di raffreddamento a immersione innovativi ed efficienti

• Sistemi di espulsione del calore progettati per funzionare con unità CDU e chiller di raffreddamento a liquido

• Soluzioni di retrofit che consentono di modificare le apparecchiature di raffreddamento dell’aria per supportare il raffreddamento a liquido

• Pratiche consolidate per la messa in servizio, l’avvio e il funzionamento dell’infrastruttura di raffreddamento a liquido