Hasta que la espintrónica sea una realidad cotidiana en la industria CPD y los microprocesadores fotónicos permitan arrumbar en el olvido la sempiterna cuestión de la disipación térmica, las leyes de crecimiento de Moore o la de conducción térmica de Fourier renovarán su vigencia algunos lustros más en el panorama TI.

Por este motivo, durante el transcurso de los años venideros sería deseable el ir solventando algunos farragosos aspectos sobre la refrigeración por aire dentro del CPD.

Se intenta desde el presente artículo arrojar luz sobre la problemática del hiato existente entre diseño y gestión térmica (Thermal Management)  en servidores informáticos frente a diseño y operación de refrigeración en salas CPD.

La brecha comprende por un lado una componente disociadora de mera perspectiva (la procedencia distanciada de dos dominios disímiles y por tanto dos vertientes técnicas contrapuestas o mutuamente preteridas) así como por otro lado una componente operativa a espaldas de la anterior (fruto de una búsqueda de objetivos que suelen divergir a raíz de aquella presbicia de origen).

¿Y no se pretende en ambos casos refrigerar la microelectrónica que alojan los servidores con la máxima eficiencia posible que el estado de la técnica permita a un coste equilibrado y plausible?

En efecto, y a la postre  tratándose de idéntico y diáfano propósito no obstante tal desencuentro ha impedido establecer una conciliación cabal de entendimiento y común quehacer entre temperaturas de diseño y temperaturas de operación.

Así, ha recaído a posteriori el obligado recurso correctivo en esa suerte de “bálsamo de Fierabrás” en que procura convertirse el DCIM, pasando  por sofisticados análisis CFD de indudable valor informativo, o bien en numerosas otras ocasiones con la aplicación de una inopinada Due Dilligence forense de rescate de emergencia desde cuyo través al menos se prescriba la aplicación de medidas paliativas específicas para la subsanación del rendimiento o “performance” del caudal de aire y ajuste de temperaturas de impulsión.

Bastante han de debatir aún ambas partes (mundo IT, mundo “facilities”) para converger y confeccionar de consuno horizontes de viabilidad técnico-operativa desde la temprana etapa de diseño.

De este modo se podrá conjurar lo que viene acaeciendo a escala global por ejemplo con métricas de popular acervo IT como el PUE, que más que cuantificar una faceta energética del CPD en virtud de la cual se optimice la explotación y se abaraten costes, se tornan en hueras declaraciones de principio viciadas y devaluadas en cierto modo por determinada crematística de la inexorable mercadotecnia empresarial.

La eclosión del movimiento OCP en el último lustro y su vector de arrastre para la industria mundial del hardware (con la reciente incorporación de Google) así como el promisorio impulso del “OpenPOWER foundation”, vuelve pertinente el que se vayan revisitando algunas peliagudas cuestiones relacionadas con la eficiencia energética y disipación térmica, examinando el tema desde ambos lados del dominio técnico, en aras de abordar una labor unificadora y convergente.

La visión para la climatización IT debe abarcarse desde cuatro niveles íntimamente enlazados

Pero establezcamos los principales aspectos que han de ser puestos en cuestión siempre bajo el fundamento de sistemas refrigerados por aire, vertebrándose así desde tal propedéutica los cuatro niveles cardinales en que se halla envuelta la refrigeración de un CPD, a saber: nivel componente; nivel sistema; nivel armario; nivel sala CPD. Recorreremos para ello dicha senda partiendo del sustrato inicial de los componentes electrónicos hasta llegar al sistema global de climatización merced al cual debe servirse una sala de misión crítica.

La clave de bóveda y la génesis que por fuerza otorga sentido al estado actual de la técnica y su problemática, por igual razón con frecuencia una cuestión soslayada; temperaturas de trabajo de los microprocesadores dentro del rango 85-105ºC (rango funcional antes de alarma por riesgo de apagado) merecen dedicada atención técnica.

Desde el denominado TDP (Thermal Design Power) y el “Thermal Management” se incardinan enfoques capitales de partida como la característica térmica del disipador (Y-cas), la conductividad (k) y la difusividad (a) o bien a nivel sistema, el algoritmo de control de ventiladores (FSC), el DT del aire trasegado en servidor o la estrategia topológica de despliegue de componentes y ubicación de sensores de temperatura a lo largo de los  servidores; todos ellos significan elementos de providencial relevancia para la definición y desarrollo de un producto: la clase de disipador o el tipo de aleta diseñada (material y forma) son determinantes.

Afortunadamente la propia ley de Moore juega a favor del progreso, a la vista están los cada vez más potentes programas CFD que permiten desarrollos depurados en la nueva generación de disipadores.

El desarrollo del campo CFD permite mejorar las características de los disipadores: consecuencia derivada a su vez de la ley de Moore

Pero no sólo eso, huelga mencionar que la responsabilidad para llevarlo hasta buen puerto recae imperiosamente en los fabricantes, no obstante y a tenor del avance notorio en esta década merece la pena que el explotador IT preste atención a tales características de los equipos sometidos a análisis, teniendo en cuenta incluso aspectos como la certificación de las fuentes de alimentación (80-plus de Energy Star) o posibilidades sobre la implementación del PMS (Power Management Software).

La involucración de fabricantes multinacionales en el comité técnico de ASHRAE responsable del desarrollo y la publicación de directrices sobre climatización para salas críticas, trae consigo una retroalimentación positiva y de mejora continua en lo que a diseño TDP se refiere.  Esto significa una declaración de datos técnicos a través de ASHRAE de singular predicamento, y que por gracia de los resultados “benchmarking” publicados periódicamente por SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation) puedan brindar una ayuda crucial para obtener la selección más conveniente.

Servidor de volumen tipo con la ubicación de los sensores térmicos, en total puede llegar a contar con 30 sensores.(Procedencia ASHRAE)

Una iniciativa sencilla y de fácil aplicación, a nivel sistema, consistiría en que el explotador IT se apoyara desde la fase primitiva de proyecto en el consultor de instalaciones con vistas a conocer de modo fehaciente las prestaciones para cada uno de los equipos seleccionados y poder así acotar el equipo más acorde con el objetivo buscado.

La ventaja derivativa es que asimismo el ingeniero de instalaciones podrá ir inmiscuyéndose de modo progresivo en torno al resto de niveles: aportando valor a la planificación, selección e implantación final de equipamiento IT lográndose así esa visibilidad tantas veces eclipsada que podrá redundar en ulteriores soluciones y ventajas para el explotador durante todo el arco de proyecto y ejecución: no sólo en la mejora del diseño desde un ángulo 360º, sino también en el ajuste correcto y eficaz en la fase de pruebas y de puesta en marcha, bien de cara a la gestión del crecimiento o para la aplicación de consignas de temperatura en la operativa periódica o acaso estacional, si cupiera el caso, de enfriamiento gratuito directo o indirecto de aire. Sorprende conocer el coste en inversión de índole consultiva que se intenta irracionalmente salvar (y que en proporción con el CAPEX es apenas irrelevante) frente a los sobrecostes energéticos y de ciclo de vida sobrevenidos por una incorrecta selección del equipamiento IT.

Franjas de temperatura operativa en servidores informáticos (Procedencia ASHRAE)