Opções de arrefecimento líquido para centros de dados

Os operadores de centros de dados estão a avaliar as opções de arrefecimento líquido, para acompanhar o crescimento de aplicações informáticas com processamentos intensivos. A previsão é que até 2026 o mercado de arrefecimento líquido atinja 3 mil milhões de dólares dado que as organizações estão cada vez mais a adotar serviços de cloud ou a usar inteligência artificial (AI) para impulsionar análises avançadas e decisões automatizadas para ativar aplicações de blockchain e criptomoedas.

Os centros de dados suportam atualmente os requisitos de energia de racks que excedem 20 quilowatts (kW), mas o mercado está a dirigir-se para 50 kW ou mais. As unidades de processamento central (CPU) e unidades de processamento gráfico (GPU) mais recentes têm propriedades de densidade térmica superiores às das arquiteturas das versões anteriores. Para além disso, os fabricantes de servidores estão a empacotar mais CPUs e GPUs em cada rack para satisfazer a aceleração da procura por aplicações informáticas de alto desempenho e AI.

O processamento a ar está agora a atingir os seus limites. Os sistemas de arrefecimento a ar simplesmente não conseguem arrefecer estes racks de alta densidade de forma eficiente e sustentável.

Como resultado, operadores de centros de dados estão a investigar as opções de arrefecimento líquido. O arrefecimento líquido reforça as propriedades de transferência térmica mais elevadas da água ou de outros líquidos para suportar um arrefecimento eficiente e económico de racks de alta densidade; pode ser até 3 000 vezes mais eficaz do que o arrefecimento a ar. Há muito comprovado para aplicações de mainframe e jogos, o uso de arrefecimento líquido está a expandir para proteger servidores montados em racks em centros de dados de todo o mundo.

A Vertiv criou uma vasta gama de recursos que ajudam a compreender os desafios, oportunidades e exigências técnicas que o arrefecimento líquido implica. Estes recursos ajudam a decidir como aplicar e escalar o arrefecimento líquido em toda a pegada do vosso centro de dados.

Qual é a rapidez com que nos estamos a aproximar do ponto de viragem para centros de dados com arrefecimento líquido?

Arrefecimento líquido versus arrefecimento a ar: Como os sistemas de gestão de arrefecimento estão a evoluir

Compreender as opções e desempenho do arrefecimento líquido

Os operadores de centros de dados estão a seguir um de três caminhos no que se refere a arrefecimento líquido. Estão a desenvolver centros de dados apenas para líquidos, a preparar para o futuro instalações existentes arrefecidas a ar com novas infraestruturas para suportar racks com arrefecimento líquido e a integrar o arrefecimento líquido em instalações arrefecidas a ar atuais sem esta infraestrutura. O mais provável é que a maioria escolha o último, para ganhar uma capacidade que satisfaça as necessidades do negócio a curto prazo, com um retorno rápido do investimento.

Instalar arrefecimento líquido pode ser complicado. As equipas dos centros de dados gostariam de trabalhar com um parceiro que ajuda a considerar questões como requisitos de canalização, distribuição do arrefecimento, capacidade de equilíbrio, estratégias de mitigação de riscos e sistemas de rejeição de calor.

As opções de arrefecimento líquido incluem:

• Permutadores de calor de porta traseira – permutadores de calor passivos ou ativos substituem a porta traseira do bastidor do equipamento informático por um permutador de calor líquido. Estes sistemas podem ser usados junto com sistemas de arrefecimento a ar para arrefecer ambientes com racks de densidades mistas.

• Arrefecimento líquido Direct-to-chip – placas frias Direct-to-chip que ficam montadas no topo dos componentes da placa geradores de calor, para extrair o calor através de placas frias monofásicas ou unidades de evaporação bifásicas. Estas tecnologias de arrefecimento podem remover cerca de 70-75% do calor gerado por equipamento no rack; os restantes 25-30% devem ser removidos pelos sistemas de arrefecimento a ar.

• Arrefecimento por imersão – os sistemas de arrefecimento por imersão monofásico e bifásico submergem de servidores e outros componentes no rack num líquido ou fluido dielétrico termicamente condutor, o que elimina a necessidade de arrefecimento a ar. Esta abordagem maximiza as propriedades de transferência térmica do líquido e é a forma de arrefecimento líquido mais eficiente do mercado em termos energéticos.

Requisitos de manutenção do arrefecimento líquido

Até à data, o maior obstáculo ao crescimento do arrefecimento líquido tem sido a preocupação dos operadores dos centros de dados sobre os riscos associados em deslocar o líquido para o rack. Os sistemas de arrefecimento líquido atualmente implementados minimizam o risco de danos ao equipamento ao limitar o volume de líquidos a distribuir e por integrar tecnologia de deteção de líquidos em componentes do sistema e em locais chave em todo o sistema de tubagem.

Com líquidos dielétricos, é eliminado o risco de danos ao equipamento causados por fugas mas o custo alto destes líquidos justifica a inclusão de sistemas de deteção de fugas semelhantes aos usados em sistemas à base de água. Recomendamos a quem esteja a iniciar o uso de líquidos em centros de dados a ler o artigo do Open Compute Project sobre deteção de fugas e integração

Onde quer que se encontrem no vosso percurso para o arrefecimento líquido, a Vertiv oferece soluções e serviços que ajudam a alcançar objetivos empresariais e requisitos técnicos.

Como líder global em gestão de arrefecimento, a Vertiv tem uma abordagem global em relação ao arrefecimento líquido. As nossas soluções baseiam-se em anos de pesquisa e desenvolvimento, em colaboração com as universidades parceiras do Center for Energy-Smart Electronic Systems (ES2), Green Grid e o Open Compute Project e a Green Revolution Cooling.

Através destes esforços e do nosso programa de P&D para arrefecimento líquido intensivo, a Vertiv acompanha as exigências dos clientes em constante mudança. Oferecemos um portfólio de soluções que suportam um arrefecimento líquido e climatização híbridos, assim como centros de dados arrefecidos a líquido, incluindo:

• Unidades de distribuição de líquido de arrefecimento (CDUs) e chillers para interior concebidos para fornecer soluções de infraestrutura completas para arrefecimento líquido de centros de dados

• Permutadores de calor de porta traseira ativos e passivos

• Sistemas de arrefecimento por imersão inovadores e eficientes

• Sistemas de rejeição de calor concebidos para funcionar com CDUs de arrefecimento líquido e chillers

• Soluções de readaptação que permitem modificar o equipamento de arrefecimento a ar para suportar o arrefecimento líquido

• Práticas estabelecidas e serviços para colocar em serviço, primeiro arranque e operação da infraestrutura de arrefecimento líquido