Surfer sur la vague de l’IA : Les tendances en matière de refroidissement liquide stimulent l’efficacité et la performance
Le refroidissement liquide est là pour rester. Avec la demande croissante en intelligence artificielle et en informatique haute performance, les gestionnaires de centre de données sont confrontés à la façon de gérer des charges de chaleur plus élevées. En même temps, la pression a augmenté pour favoriser la durabilité, alors que les centres de données ont commencé à être considérés comme des consommateurs de ressources importantes. Ces deux tendances stimulent l’adoption du refroidissement liquide.
Les systèmes de refroidissement liquide offrent une solution de rechange et un supplément au refroidissement traditionnel à l’air qui peut améliorer la consommation énergétique, réduire les coûts d’exploitation et accroître la durabilité. Étant donné que le liquide offre une capacité de transfert de chaleur beaucoup plus élevée (3 500 fois plus élevée que celle de l’air), et peut être plus proche de la source de chaleur que l’air, les systèmes de refroidissement liquide peuvent considérablement améliorer l’efficacité de la consommation d’énergie. Comme nous l’avons mentionné dans notre récent rapport sur le développement durable, le refroidissement liquide peut entraîner une amélioration potentielle de la consommation d’eau de 45 % par rapport au refroidissement à l’air.
En outre, Microsoft a récemment publié une étude indiquant que le passage du refroidissement à l’air aux plaques froides pourrait réduire les émissions de gaz à effet de serre et la demande énergétique d’environ 15 % et la consommation d’eau de 30 à 50 % dans l’ensemble des centres de données.
Cependant, le passage au liquide n’est pas toujours facile pour les opérateurs de centre de données; ils doivent tenir compte des temps d’arrêt, des coûts de construction et de l’impact environnemental tout en essayant de déployer les plus récentes puces de nouvelle génération dans une industrie en évolution rapide. Pour 2026 et les années à venir, les gestionnaires de centre de données doivent se préparer à plusieurs tendances en ce qui a trait au refroidissement liquide et à la durabilité des centres de données.
Prise en charge de l’efficacité, même sans infrastructure liquide
De nombreux centres de données sont confrontés au défi de prendre en charge les puces de nouvelle génération et de rendre leurs opérations plus écoénergétiques. Dans un monde idéal, de nombreux centres de données seraient équipés d’une infrastructure liquide pour chaque rack. Cependant, les projets de construction et de modernisation de centres de données peuvent être associés à des temps d’arrêt prolongés et nécessiter des engagements financiers importants et beaucoup de temps. Bien que les conduites de liquide de chaque rack contribuent certainement à l’exploitation d’un centre de données plus écoénergétique, les projets de construction peuvent présenter des inconvénients environnementaux, car le processus de construction est très exigeant en matière d’eau et d’énergie. La construction de nouveaux centres de données est un long processus, et il est important pour la durabilité que l’industrie s’assure d’obtenir le plus de puissance de calcul possible de l’équipement existant.
La technologie liquide-air peut vous aider. Les échangeurs thermiques liquide-air peuvent aider les gestionnaires de centre de données à déployer le refroidissement liquide sans se fier à l’eau de l’installation en passant une boucle fermée de liquide dans les racks, puis en rejetant la chaleur dans l’air, où elle peut être gérée par les systèmes de refroidissement existants. Les systèmes de refroidissement liquide-air peuvent prendre en charge l’informatique haute performance et la technologie de nouvelle génération et peuvent aider à réduire les coûts d’exploitation tout en maintenant la disponibilité et la fiabilité.
Les centres de données de colocation peuvent également utiliser la technologie liquide-air pour exécuter des clusters de calcul haute performance au sein de leurs installations, les aidant à diversifier leurs activités et à améliorer leur efficacité. La conception modulaire des unités liquide-air aide également les centres de données à s’étendre à mesure que la demande de refroidissement augmente, tout en maintenant la flexibilité pour améliorer les capacités sans long projet de modernisation.
Économie d’eau grâce au refroidissement liquide
Cela peut sembler contre-intuitif, mais les systèmes de refroidissement liquide ingénieusement conçus peuvent en fait utiliser moins d’eau que le refroidissement à l’air. De nombreux centres de données refroidis à l’air utilisent le refroidissement par évaporation pour leur climatisation. Les systèmes de refroidissement par évaporation utilisent de grands échangeurs thermiques pour capter la chaleur de l’air de la pièce qui a été chauffé par l’équipement informatique. Ces échangeurs thermiques transportent ensuite la chaleur en utilisant de l’eau, qui est refroidie en la faisant passer à travers les blocs de refroidissement, et en évaporant l’eau dans l’air. Comme l’eau est vaporisée dans le cadre de ce processus, elle doit être remplacée par des sources externes.
De nombreux systèmes de refroidissement liquide utilisent des boucles fermées qui recyclent l’eau à travers les racks. Ces boucles liquides ne nécessitent d’être rafraîchies que pour des raisons de qualité de l’eau et peuvent être refroidies avec d’autres boucles liquides qui offrent une meilleure capacité de transfert de chaleur et plus d’occasions de durabilité. Notablement, la chaleur qui est transportée par l’eau peut être réutilisée pour d’autres applications comme le chauffage des bâtiments, la fonte de la glace, l’agriculture, le traitement des eaux usées ou les systèmes de chauffage locaux. Cela ajoute une autre couche de durabilité aux centres de données, transformant un processus nécessitant beaucoup d’eau où la chaleur est dissipée en un système plus efficace où la chaleur est réutilisée.
Refroidissement liquide au-delà des racks
Les centres de données peuvent également accroître la durabilité en utilisant le refroidissement liquide dans l’infrastructure des installations, comme le stockage d’énergie. L’alimentation de secours est essentielle pour les centres de données, car l’industrie exige une disponibilité 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, indépendamment des perturbations ou des fluctuations du réseau local.
De plus, à mesure que de plus en plus de centres de données commencent à générer leur propre énergie pour réduire la dépendance au réseau et améliorer la résilience, ils ont besoin d’un stockage d’énergie sur place pour équilibrer les différences dans la production et l’utilisation de l’énergie. Par exemple, l’énergie solaire peut grandement améliorer la durabilité globale des centres de données, mais il est seulement possible de générer de l’énergie solaire pendant la journée lorsque le soleil brille. Le stockage d’énergie peut aider à séparer la production et l’utilisation de l’énergie.
L’espace est précieux dans les centres de données, les installations de stockage d’énergie doivent donc prendre le moins d’espace possible. Le refroidissement liquide peut améliorer la densité énergétique des applications de stockage d’énergie de la même façon qu’il peut améliorer la densité des puces. Faire passer les conduites de liquide à travers les supports de batteries contribue à maintenir la sécurité en empêchant les batteries de surchauffer tout en permettant aux concepteurs de placer plus de batteries à proximité les unes des autres, améliorant ainsi la densité énergétique. De cette façon, les innovations dans le centre de données peuvent être appliquées à son infrastructure de soutien, ce qui améliore la sécurité et la durabilité.
Entretien des systèmes de refroidissement liquide
Dans les anciens systèmes de refroidissement à l’air, il est essentiel que les gestionnaires de centre de données gèrent le débit d’air et les températures d’entrée pour répondre aux besoins de refroidissement des puces. Cependant, dans ces applications, le refroidissement est lié à toute la pièce, de sorte que les systèmes individuels n’ont pas un impact direct sur les performances de refroidissement.
Dans les applications de refroidissement liquide, la puissance de calcul est directement liée aux performances du système de refroidissement, car la boucle de refroidissement se rend jusqu’à la puce. Si le refroidissement tombe en panne, même momentanément, cela perturbera les opérations du centre de données et endommagera l’équipement. Les délais pour la surchauffe, l’arrêt de l’équipement et les défaillances catastrophiques sont souvent inférieurs à 30 secondes. Cela nécessite une approche très optimisée et axée sur les solutions pour installer et entretenir les systèmes de refroidissement.
Un aspect de l’entretien qui mérite d’être précisé est la gestion des liquides. L’unité de distribution du refroidissement est le cœur du système du centre de données et, à suivant cette analogie, le liquide est le sang. Si les liquides à l’intérieur des conduites de refroidissement ne sont pas adéquatement traités et filtrés, cela peut entraîner une croissance biologique, de la corrosion, l’encrassement des plaques froides, des débris dans les boucles de refroidissement et, éventuellement, des dommages à l’équipement. Les millions de dollars d’infrastructure informatique installés dans les racks des centres de données laissent peu de marge d’erreur. Il est essentiel que le personnel du centre de données comprenne ou collabore avec une personne qui comprend comment gérer la qualité de l’eau.
La gestion de la qualité de l’eau s’étend de l’installation à la durée de vie de l’équipement de refroidissement. Cela comprend souvent le nettoyage et les changements réguliers des filtres, le rinçage de la tuyauterie secondaire pendant l’installation ou avant la distribution pour prévenir la croissance biologique avant que le système ne soit activé, des tests périodiques du liquide et des mesures correctives pour assurer la qualité du liquide. Il est important que les gestionnaires de centre de données choisissent un équipement de refroidissement facile à entretenir et qu’ils aient un plan en place pour maintenir la qualité de l’eau avant l’installation de l’équipement.
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