Răcirea cu lichid poate fi considerată de viitor pentru centrele de date, în contextul în care acestea speră să țină pasul cu creșterea masivă a cererii de procesare, în special pentru colocare.
Pe măsură ce aplicațiile de calcul cu procesare intensivă cresc, operatorii centrelor de date analizează tot mai atent opțiunile de răcire cu lichid. Conform analizei de piață realizată de Omdia în 2022 pe tema managementului termic al centrului de date, veniturile pieței de răcire cu lichid vor depăși 3 miliarde de dolari până în 2026, cu un CAGR de 50,4% pentru 2021-2026, pe măsură ce organizațiile adoptă mai multe servicii cloud, folosesc inteligența artificială (AI) pentru a alimenta analiza avansată, precum și luarea automatizată a deciziilor și activarea aplicațiilor de blockchain și criptomonede.
Procesarea aerului își arată acum limitele. Sistemele de răcire cu aer pur și simplu nu pot răci aceste rack-uri de înaltă densitate într-un mod eficient și durabil.
Drept urmare, operatorii centrelor de date investighează opțiunile de răcire cu lichid. Răcirea cu lichid folosește proprietățile mai ridicate de transfer termic pe care le au apa sau alte fluide pentru a sprijini răcirea eficientă și rentabilă a rack-urilor de înaltă densitate – ceea ce poate fi de până la 3.000 de ori mai eficientă decât utilizarea aerului. Cu avantaje demult timp dovedite pentru mainframe și aplicații de jocuri, răcirea lichidă se extinde acum pentru a proteja serverele montate în rack-uri din centrele de date din întreaga lume.
Ce determină accelerarea răcirii centrului de date?
În ultimii 12 ani, serverele și componentele s-au schimbat semnificativ. Blade-urile și virtualizarea, care au apărut pentru prima dată în urmă cu peste un deceniu, au crescut semnificativ în densitate, astfel încât serverele de procesare actuale consumă în mod obișnuit între 750 de wați și 1 kilowatt (kW) per unitate de rack. Chiar și stocarea de tip flash – recunoscută ca având o densitate scăzută – consumă acum 400-600 de wați per unitate de rack.
Răcirea cu lichid a existat de când au existat computere, dar răcirea cu aer a dominat industria, deoarece era un proces mai simplu, înainte de creșterea uriașă actuală a cererilor de procesare. Răcirea cu aer domină în continuare, în special în Regatul Unit, dar infrastructurile flexibile ale centrelor de date care urmează liniile directoare OCP sunt în creștere. Procesarea mai densă și unele cipuri moderne care nu își pot transfera căldura în aer au crescut atenția față de opțiunile de răcire cu lichid și adoptarea acestora. De la răcirea cu lichid la nivel de șasiu până la răcirea cu plăci, noile tehnologii de răcire cu lichid pentru centrele de date stimulează luarea în considerare și adoptarea configurațiilor hibride aer/lichid.
Sistemele de răcire cu lichid îndeplinesc cerințele de procesare de înaltă densitate
Răcirea cu lichid are proprietăți de transfer termic semnificativ mai mari decât aerul. Sistemele de răcire cu lichid pentru centrele de date sunt substanțial mai eficiente și reprezintă o soluție de răcire rentabilă pentru rack-urile de înaltă densitate.
Cerințele moderne de putere a rack-urilor depășesc 20 kW și multe facilități caută să implementeze rack-uri cu cerințe de 50 kW sau chiar mai mult. Tehnologia matură a sistemelor de răcire cu lichid cu schimbător de căldură în spate, cum ar fi Liebert® DCD de la Vertiv, poate gestiona densități de peste 20 kW. Aceste unități de schimbător de căldură lichid înlocuiesc ușa din spate a rack-ului. Un design pasiv expulzează aerul încălzit printr-o bobină umplută cu lichid, care absoarbe căldura, montată în locul ușii din spate a rack-ului. Un design activ include ventilatoare pentru a trage aerul prin bobine și pentru a elimina căldura din rack-urile cu densitate și mai mare.
Schimbătorul de căldură Vertiv™ Liebert® DCD pentru ușa din spate este proiectat pentru a oferi o soluție de răcire foarte eficientă, neutră în încăpere, pentru aplicațiile IT de înaltă densitate de până la 50 kW per rack. Fluxul de aer sporit furnizat de modulul opțional de ventilator activ îndepărtează tensiunea din echipamentele IT critice din interiorul rack-ului și asigură o disponibilitate ridicată, eficientă și scalabilă a răcirii.
Sistemele de răcire pe bază de aer își pierd eficacitatea atunci când densitățile rack-urilor depășesc 20 kW, moment în care, răcirea cu lichid devine abordarea viabilă.
Sistemele de răcire cu lichid și schimbător de căldură la ușa spate sunt un prim pas excelent pe calea către răcirea directă a chip-urilor. Panourile ușilor din spate funcționează bine într-un sistem hibrid lichid/aer cu densități mixte de rack. Pe lângă eficiența sa mai bună și economiile de costuri, răcirea cu lichid oferă, de asemenea, o metodă de răcire mai durabilă.
Răcirea cu lichid a centrelor de date poate ajuta companiile să-și atingă obiectivele de sustenabilitate în următorii ani. Spre deosebire de răcirea cu aer, care continuă să funcționeze din ce în ce mai mult, mecanismul de răcire al unui schimbător de căldură la ușa din spate sau al unei soluții de răcire cu lichid direct pe chip produce rezultate de răcire mai bune cu mai puțină muncă, ceea ce duce la o utilizare mai mică a energiei și la mai puține emisii de carbon. Aceste tehnologii ar putea fi, de asemenea, utilizate împreună pentru a transfera 100% din încărcătura termică în fluid!
Aspectul și sunetul unui centru de colocare de înaltă densitate răcit cu lichid
Sunt oare centrele de date răcite cu lichid sau hibride mult diferite de centrele de date răcite cu aer? Ben Coughlin de la Colovore a descris configurația companiei sale: un turn de răcire afară, plus pompe și țevi. Fiecare dulap are două conexiuni de țeavă – unul pentru a furniza apă, unul pentru a o prelua și asta este tot. Nu au chiller și nici unități de distribuție a lichidului de răcire pe podea. Ușile din spate „active”, asistate de ventilatorul de la Vertiv, funcționează acum alături de mai mulți megawați de răcire directă cu lichid, deși această livrare este limitată în parte de conductele existente. Diferențele de ordin vizual nu sunt semnificative. Cele de temperatură și sunet, sunt.
Centrele de date de colocare cu procesare mare, răcite hibrid, au o temperatură ambientală confortabilă de aproximativ 70 de grade Fahrenheit (21 C), în loc de un culoar rece și un culoar fierbinte ca în cazul unui centru de date tradițional, răcit cu aer. Serverele cu infrastructură de procesare superioară și serverele de inteligență artificială (AI) sunt zgomotoase, dar componentele de răcire nu adaugă un volum suplimentar. Altfel, acestea sunt săli de date perfect „normale” de dulapuri standard 45-U, iar clienții își accesează serverele în același mod.
Cea mai importantă diferență este, însă, fluxul de aer din dulap. Comutatoarele de rețea sunt foarte scurte și, prin urmare, trebuie să respire din față în spate. Unitățile mai mari de distribuție a energiei necesită cablare „precisă”, deoarece rack-urile nu-și cresc mărimea în același ritm cu serverele pe care le găzduiesc. Este o potrivire strânsă în interiorul dulapului. O analiză atentă poate rezolva cu ușurință aceste probleme în timpul proiectării și instalării.
E timpul să vă faceți planuri pentru centrul de date al viitorului răcit cu lichid
Centrele de date moderne se află acum la o răscruce. Răcirea cu aer nu va fi capabilă să îndeplinească cerințele mari de procesare de înaltă densitate în următorii 5-10 ani – ceea ce înseamnă „mâine” în termenii de timp ai centrelor de date. Acum este momentul să adoptați schimbarea ce va urma și să o planificați înainte de a sosi acel moment.
În calitate de lider global în managementul termic, Vertiv propune o abordare holistică a răcirii cu lichid, susținută de tradiție în inovație și de o ofertă largă de soluții care simplifică și accelerează tranziția la răcirea cu lichid. Oferta noastră este rezultatul anilor de cercetare și dezvoltare și a fost modelată de colaborarea cu universități de top, prin implicarea în asociații din industrie și parteneriate cu furnizori de tehnologie în curs de dezvoltare, inclusiv:
• Colaborarea cu universitățile partenere ale Centrului pentru Sisteme Electronice Inteligente Energetice (ES2) pentru a crește eficiența centrului de date prin intermediul răcirii cu lichid și alte metode. Acest tip de parteneriat poate ajuta la dezvoltarea materialelor compatibile; să ne aprofundăm înțelegerea despre desfășurarea, filtrarea fluidelor de igienă și metodele de izolare și optimizarea controalelor pentru sistemele de răcire cu lichid.
• Participarea activă la Green Grid și Open Compute Project pentru a ajuta la dezvoltarea celor mai bune practici pentru proiectarea și implementarea sistemului și pentru a asigura interoperabilitatea componentelor sistemului de răcire cu lichid.
• Colaborarea cu Green Revolution Cooling pentru introducerea unei noi linii de rezervoare de răcire cu imersie.
Prin aceste eforturi și prin programul nostru de cercetare și dezvoltare pentru răcirea cu lichid, Vertiv ține pasul cu cerințele în schimbare ale clienților pentru a oferi un portofoliu care susține răcirea hibridă cu aer și lichid, precum și centre de date răcite complet cu lichid, inclusiv:
• Unități de distribuție a lichidului de răcire (CDU) și chillere de interior concepute pentru a oferi soluții complete de infrastructură pentru răcirea cu lichid a centrului de date;
• Schimbătoare de căldură active și pasive pentru ușile din spate – Sisteme inovatoare și eficiente de răcire prin imersie – Sisteme de respingere a căldurii concepute pentru a funcționa cu CDU-uri de răcire cu lichid și chillere;
• Soluții de modernizare care permit modificarea echipamentelor de răcire cu aer pentru a sprijini răcirea cu lichid;
• Practici și servicii standard pentru punerea în funcțiune, pornirea și operarea infrastructurii de răcire cu lichid.
Pe măsură ce cererea pieței pentru răcirea cu lichid crește, Vertiv continuă să își extindă capacitățile, valorificând experiența de management termic pentru a dezvolta noi soluții și servicii.
Astfel, Vertiv oferă Liebert® XDU, o nouă generație de sisteme de management termic care permite utilizarea de servere răcite cu lichid și controlul calității, debitului și presiunii lichidului.
Liebert® XDU este o unitate inovatoare de distribuție a răcirii “liquid-to-liquid”, disponibilă în două capacități, 450 kW și un model capabil de până la 1368 kW, care circulă apa prin rack-urile de servere răcite cu lichid și evacuează căldura prin circuitul de apă caldă pe retur. Sistemul folosește un circuit pentru apă închis pentru a evita orice risipă și este capabil să utilizeze căldura captată la încălzirea birourilor, locuințelor sau fermelor din apropiere, sprijinind astfel economia circulară. Liebert® XDU folosește controale integrate de ultimă generație pentru a varia viteza pompei, pentru a optimiza temperatura apei de alimentare și pentru a asigura monitorizare și alarme inteligente ale fluxului. Soluția compactă poate fi amplasată pe rândul de lângă rack-ul pe care îl răcește sau pe o latură a încăperii.
Vertiv a dezvoltat Liebert® XDU în strânsă consultare cu operatorii de centre de date și producătorii de servere, care implementează mai frecvent soluții de tip HPC în tipuri diferite de centre de date. Compania a definit un parcurs strategic pentru a îmbunătăți tehnologiile de management termic care permit adoptarea răcirii cu lichid ca parte din investițiile sale sporite în cercetare și dezvoltare.
Pentru mai multe informații despre Vertiv Liebert® XDU și alte soluții pentru centrele de date de la Vertiv, vizitați Vertiv.com sau contactați reprezentantul dvs. local Vertiv prin emea.ro.hello@vertiv.com
Un articol de George Topalov, Senior Sales Manager pentru Vertiv în România și Moldova