Navegando por la AI Heat Wave: Tendencias de refrigeración líquida que impulsan la eficiencia y el rendimiento

Apoyo a la eficiencia incluso sin infraestructura de Facility Liquid

Muchos centros de datos están lidiando con el desafío de dar soporte a los chips de próxima generación y hacer que sus operaciones sean más eficientes energéticamente. En un mundo ideal, muchos centros de datos estarían equipados con infraestructura líquida para cada rack. Sin embargo, los proyectos de construcción de centros de datos y las modernizaciones pueden venir con un tiempo de inactividad prolongado y requieren compromisos financieros y de tiempo significativos. Mientras que las líneas líquidas de las instalaciones en cada rack ciertamente ayudan a operar un centro de datos más eficiente desde el punto de vista energético, los proyectos de construcción pueden tener inconvenientes ambientales, ya que el proceso de construcción requiere mucha agua y energía. La construcción de nuevos centros de datos es un proceso largo, y es importante para la sostenibilidad que la industria se asegure de que está obteniendo la mayor cantidad de computación posible de la huella existente.

La tecnología de líquido a aire puede ayudar. Los intercambiadores de calor de líquido a aire pueden ayudar a los administradores de centros de datos a implementar la refrigeración líquida sin depender del agua de la instalación mediante el funcionamiento de un circuito cerrado de líquido a través de los racks y luego el rechazo del calor en el aire, donde puede ser gestionado por los sistemas de refrigeración existentes. Los sistemas de refrigeración LTA pueden admitir computación de alto rendimiento y tecnología de próxima generación, y pueden ayudar a reducir los costos operativos al tiempo que mantienen el tiempo de actividad y la fiabilidad.

Los centros de datos de colocación también pueden utilizar la tecnología LTA para ejecutar clústeres de computación de alto rendimiento dentro de sus instalaciones, ayudándoles a diversificar su negocio y mejorar la eficiencia. El diseño modular de las unidades LTA también ayuda a los centros de datos a expandirse a medida que aumenta la demanda de refrigeración, manteniendo la flexibilidad para mejorar las capacidades sin proyectos de retroadaptación prolongados.

Ahorro de agua usando refrigeración líquida

Puede parecer contraintuitivo, pero los sistemas de refrigeración líquida ingeniosos pueden utilizar menos agua que la refrigeración por aire. Muchos centros de datos refrigerados por aire utilizan refrigeración evaporativa para su aire acondicionado. Los sistemas de enfriamiento evaporativo utilizan grandes intercambiadores de calor para capturar el calor del aire de la habitación que ha sido calentado por ÉL. Estos intercambiadores de calor transportan el calor utilizando agua, que se enfría al pasarlo a través de almohadillas de enfriamiento, evaporando el agua en el aire. Debido a que el agua se vaporiza como parte de este proceso, necesita ser reemplazada a través de fuentes externas.

Muchos sistemas de refrigeración líquida utilizan bucles cerrados que reciclan el agua a través de bastidores. Estos bucles líquidos solo necesitan ser renovados para problemas de calidad del agua y se pueden enfriar con otros bucles líquidos que proporcionan una mejor capacidad de transferencia de calor y más oportunidades para la sostenibilidad. En particular, el calor transportado por el agua puede reutilizarse para otras aplicaciones como calefacción de edificios, fusión de hielo, agricultura, tratamiento de aguas residuales o sistemas de calefacción locales. Esto añade otra capa de sostenibilidad a los centros de datos, convirtiendo un proceso intensivo en agua donde el calor se disipa en un sistema más eficiente donde se reutiliza el calor.

Refrigeración líquida más allá del bastidor

Los centros de datos también pueden aumentar la sostenibilidad mediante el uso de refrigeración líquida en la infraestructura de las instalaciones, como el almacenamiento de energía. La energía de respaldo es fundamental para los centros de datos porque la industria exige un tiempo de actividad de 24/7, independientemente de las interrupciones o fluctuaciones en la red local.

Además, a medida que más y más centros de datos comienzan a generar su propia energía para reducir la dependencia de la red y mejorar la resiliencia, necesitan almacenamiento de energía in situ para equilibrar las diferencias en la generación y el uso de energía. Por ejemplo, la energía solar puede mejorar en gran medida la sostenibilidad general del centro de datos, pero solo es posible generar energía solar durante el día cuando el sol está fuera. El almacenamiento de energía puede ayudar a desacoplar la generación y el uso de energía.

El espacio es un factor primordial en los centros de datos, por lo que las instalaciones de almacenamiento de energía deben ocupar el menor espacio posible. La refrigeración líquida puede mejorar la densidad de energía en aplicaciones de almacenamiento de energía de la misma manera que puede mejorar la densidad del chip. Pasar líneas líquidas a través de los bastidores de las baterías ayuda a mantener la seguridad al evitar que las baterías se sobrecalienten mientras que permite a los diseñadores colocar más baterías en las proximidades, mejorando la densidad de energía. De esta manera, las innovaciones dentro del centro de datos se pueden aplicar a su infraestructura de soporte, mejorando la seguridad y la sostenibilidad.

Mantenimiento de sistemas de refrigeración líquida

En los sistemas de refrigeración de aire heredados, es fundamental que los administradores de centros de datos administren el flujo de aire y las temperaturas de entrada para satisfacer las necesidades de los chips que se enfrían. Sin embargo, en estas aplicaciones, la refrigeración está vinculada a toda la sala, por lo que los sistemas individuales no tienen un impacto tan grande como directo en el rendimiento de la refrigeración.

En aplicaciones de refrigeración líquida, la potencia de cómputo está directamente vinculada al rendimiento del sistema de refrigeración porque el bucle de refrigeración se ejecuta hasta el chip. Si el enfriamiento disminuye, incluso momentáneamente, interrumpirá las operaciones del centro de datos y dañará el equipo. Las escalas de tiempo para el sobrecalentamiento, el apagado del equipo y las fallas catastróficas suelen ser inferiores a 30 segundos. Esto requiere un enfoque optimizado y orientado a la solución para instalar y mantener sistemas de refrigeración.

Un lado del mantenimiento que vale la pena mencionar específicamente es la gestión de fluidos. La unidad de distribución de enfriamiento es el corazón del sistema del centro de datos, y siguiendo esta analogía, el fluido es la sangre. Si los fluidos dentro de las líneas de enfriamiento no se tratan y filtran adecuadamente, puede provocar biocrecimiento, corrosión, incrustación de placas frías, escombros en los bucles de enfriamiento y, en última instancia, daños al equipo. Con millones de dólares de TI dentro de los racks del centro de datos, hay poco espacio para el error. Es fundamental que el personal del centro de datos entienda o se asocie con alguien que entienda cómo administrar la calidad del agua.

La gestión de la calidad del agua se extiende desde la instalación hasta la vida útil de los equipos de refrigeración. A menudo incluye limpieza y cambios regulares del filtro, lavado de tuberías secundarias durante la instalación o antes de la entrega para evitar el crecimiento biológico antes de que el sistema se encienda, pruebas periódicas de líquidos y corrección para garantizar la calidad del líquido. Es importante que los administradores de centros de datos seleccionen equipos de refrigeración que sean fáciles de mantener y tengan un plan para mantener la calidad del agua antes de que se instale el equipo.

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