Il ruolo della tecnologia di raffreddamento a liquido nel data center

Qual è il ruolo della tecnologia di raffreddamento a liquido nel data center del futuro?
Di Séverine Hanauer, Telco and Edge Deployment Strategic Segment Director, Southern Europe di Vertiv*

Severine Hanauer
Severine Hanauer

Nei data center la transizione dal raffreddamento ad aria verso quello a liquido è oramai avviata, ma ci sono ancora alcune domande a cui dare risposta

Le stime prevedono che il mercato del raffreddamento a liquido raggiungerà i 3 miliardi di dollari entro il 2026. L’aumento della densità di calcolo, l’incremento dei servizi cloud, l’uso dell’intelligenza artificiale per ampliare le analisi avanzate e i processi decisionali automatizzati e le nuove norme in tema di sostenibilità, sono elementi che mantengono vivo l’interesse verso le implementazioni della tecnologia di raffreddamento a liquido nei data center.

 Le sfide dell’evoluzione della potenza di calcolo

I nuovi processi automatizzati, il calcolo ad alte prestazioni (HPC) e l’apprendimento automatico stanno facendo lievitare la domanda di elaborazione dei dati, con conseguente aumento della densità termica per chip. Ciò contribuisce a far sì che i server producano più calore, che deve necessariamente essere dissipato. In alcuni ambienti, il calore generato raggiunge un livello tale da rendere insufficiente il raffreddamento ad aria per gestire efficacemente le temperature nei rack ad alta densità.

Attualmente esistono molte tecnologie di raffreddamento da prendere in considerazione, a seconda dei requisiti di progettazione e alla densità dei rack. Quando le densità dei sistemi informatici si avvicinano e superano i 30 kilowatt (kW), il raffreddamento ad aria potrebbe non essere più sufficiente per garantire il mantenimento della temperatura ideale per il corretto funzionamento del processore. In questo caso, il raffreddamento a liquido rappresenta l’unica opzione per rimuovere efficacemente il calore in eccesso. Grazie anche alle proprietà di trasferimento del calore dei liquidi, che sono molto superiori a quelle dell’aria, metodi come il raffreddamento diretto al chip (D2C) o a immersione diventano indispensabili per garantire prestazioni ottimali.

Infatti, la temperatura del refrigerante può essere aumentata per mantenere le giuste condizioni operative, senza aumentare la potenza del suo ventilatore, perché il raffreddamento è diretto verso i componenti più caldi, generalmente verso il processore. Il trasferimento di calore tra la CPU e la piastra di raffreddamento è quindi molto più efficiente rispetto al trasferimento di calore tra la CPU e l’aria circostante per un sistema di raffreddamento ad aria tradizionale, il che favorisce l’efficienza complessiva del data center.

Allo stesso tempo, la temperatura dell’acqua di ritorno nei rack, che è più elevata rispetto al tradizionale raffreddamento ad aria, consente di recuperare questo calore per altri usi (esempio per il teleriscaldamento), un vantaggio che non è possibile sfruttare in un data center raffreddato ad aria.

Verso i data center a raffreddamento ibrido

I gestori dei data center valutano sempre più spesso le opzioni di raffreddamento a liquido a causa dell’incremento delle applicazioni ad alta intensità di calcolo. Inoltre, molti stanno anche considerando di introdurre sistemi di raffreddamento ibridi, che combinano il raffreddamento ad aria con quello a liquido. Questa tendenza è particolarmente significativa poiché le scelte fatte in termini di raffreddamento a liquido influenzeranno notevolmente la necessità di nuove realizzazioni, competenze e metodologie di utilizzo.

*Che comprende Italia, Francia, Spagna e Portogallo.

Il sistema di raffreddamento a liquido direct-to-chip è il più simile a quello che conosciamo con un rack standard. La differenza è nel design del rack, che deve incorporare un sistema di raccolta del liquido per distribuirlo alle apparecchiature IT, che a loro volta devono necessariamente essere compatibili con il direct-to-chip. Di conseguenza, è essenziale modificare lo spazio fisico del sito, il che richiede un’adeguata pianificazione.

Un sistema di raffreddamento a immersione, invece, richiede una riprogettazione completa del data center. I rack tradizionali verticali vengono sostituiti da serbatoi orizzontali in cui le apparecchiature sono completamente immerse in un fluido dielettrico termicamente conduttivo. Il raffreddamento a immersione è una tecnologia promettente, ma non ancora del tutto matura, in quanto mancano ancora standard precisi. E’ importante anche sviluppare le competenze dei team che gestiscono i data center, affinché possano conoscere le nuove soluzioni, affrontare le sfide e gestire i relativi vincoli in modo efficiente.

In questa fase, il raffreddamento a liquido è ben lontano dal sostituire il raffreddamento ad aria in tutti i data center. Molti operatori si stanno orientando verso sistemi di raffreddamento di tipo ibrido che rispondono a esigenze specifiche a seconda delle aree dei data center interessate. Ciò implica anche disporre di adeguati indicatori di misura, al fine di tenere conto della prevista riduzione della potenza di ventilazione grazie ai sistemi di raffreddamento a liquido. Il Power Usage Effectiveness (PUE) tradizionale dovrà essere dotato di nuovi parametri di misurazione, in conformità con i nuovi metodi di raffreddamento.

Per ulteriori informazioni consultare www.vertiv.it

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