Ya no estamos en el debate de qué es la refrigeración líquida, qué aporta a un centro de datos y si es necesario cambiar hacia un nuevo estándar de refrigeración. Ese momento ya pasó.

Ahora estamos en la tesitura de llevarlo a cabo y es cuando se nos plantea un escenario lleno de interrogantes. ¿Cómo dimensionamos e instalamos los sistemas de refrigeración líquida? ¿Cómo diseñamos para mantener la redundancia y asegurar la disponibilidad? ¿Cómo hacemos las pruebas de commissioning y posteriormente el mantenimiento? ¿Existe una hoja de ruta al respecto? ¿Qué variables empleamos para hacer los cálculos? Si ha llegado el momento de ponerlo en práctica, debemos saber cómo hacerlo.

Coste y complejidad, desafíos principales en la refrigeración líquida

Durante años el principal factor bloqueante a la hora de implantar sistemas de refrigeración líquida en los centros de datos ha sido la percepción del riesgo. Sólo el hecho de pensar en posibles fugas de líquidos a los equipos de TI generaba alarma y una percepción alta del riesgo que se asumía con este sistema de refrigeración.

Sin embargo, la propia evolución del mercado y la irrupción de nuevas tecnologías como la inteligencia artificial han ido cambiando radicalmente esta percepción. Los nuevos servidores procesan cantidades ingentes de datos. Es esta altísima densidad de cómputo la que requiere nuevos estándares de refrigeración con tecnologías innovadoras, como la refrigeración líquida, que sean capaces de disipar el calor de estos servidores de manera óptima y sostenible.

Muchos expertos abogan por un enfoque híbrido: refrigeración por aire, líquida y directa al chip para aprovechar las características específicas de cada una de ellas. Argumentan que sólo desde esta óptica se podrá desplegar la densidad de una manera sólida y confiable.

Superada la percepción de riesgo, los factores que suponen un desafío para su implantación son los elevados costes y la complejidad en su instalación.

La implementación de un sistema de refrigeración líquida suele tener costes más elevados que los de un sistema tradicional por aire. Sin embargo, llega un punto en el que esta transición es inevitable, siendo la densidad de carga el factor determinante para dar el salto a la refrigeración líquida. Hoy en día, no hay otra tecnología eficiente que permita refrigerar racks con densidades superiores a 70 kW/rack, sin mencionar los nuevos servidores de IA que pueden alcanzar hasta 200 kW por rack.

Es importante tener en cuenta que ambos sistemas, refrigeración por aire y por líquido, coexistirán durante varios años. ¿Por cuánto tiempo? Quizá 5 o 10 años, aunque este tema daría para otro artículo, o incluso para ampliar el que publicamos en 2017 sobre si “desaparecerán los pasillos fríos”.

Como decíamos, ambos sistemas convivirán por años, al igual que instalaciones asociadas con diferentes características y necesidades, las cuales tendrán que integrarse y funcionar simultáneamente para asegurar una refrigeración efectiva de los servidores.

La complejidad reside en su implantación y, especialmente, en los centros de datos ya existentes donde las modificaciones en las instalaciones pueden ser muy importantes. En todo caso, se requiere de un equipo multidisciplinar de expertos en diseño, mantenimiento, energía, facilities e IT.

Aspectos clave para implementar la refrigeración líquida

Claramente, nos enfrentamos a dos escenarios completamente diferentes: los Data Centers de nueva construcción y los CPDs existentes, normalmente refrigerados por aire.

Es en este segundo caso, por otra parte, el más complejo, en el que nos vamos a centrar a continuación.

Los aspectos clave para desplegar la refrigeración líquida en un centro de datos pueden resumirse en: auditoría, diseño y proyecto.

Auditoría de las instalaciones existentes

Se requiere una evaluación de las instalaciones donde se implementará la solución, considerando aspectos fundamentales como:

• Cálculo y proyección de las densidades de carga actuales y futuras
• Análisis de la instalación eléctrica que soportará los nuevos servidores y sistema de refrigeración por líquido
• Análisis de la gestión del aire de la sala antes y después de instalar los sistemas de “liquid cooling”
• Análisis del sistema de climatización por aire existente

Diseño de la solución de refrigeración por líquido

• Cálculo de necesidades y demanda de refrigeración líquida
• Selección de la solución, tecnología y fabricante de liquid cooling
• Definir redundancia y capacidad de crecimiento de la instalación

Proyecto de ejecución y adaptación

Adaptación de las infraestructuras eléctricas y de climatización al nuevo sistema de refrigeración en un centro de datos en funcionamiento, incluyendo:

• Ubicación de los nuevos racks y las CDUs (Coolant Distribution Unit)
• Diseño de la ampliación y modificación de la instalación eléctrica existente, respetando los espacios libres y disponibilidad exigida según los criterios de Uptime.
• Cálculo y selección de equipos de producción, tales como, enfriadoras, torres, y bombas.
• Diseño de instalación hidráulica, incluyendo bombas, distribución mediante colectores o anillos, materiales, tuberías, válvulas y elementos de control, adaptados al espacio y cumpliendo criterios de disponibilidad y redundancia.
• Definición de las pruebas de “commissioning”.
• Integración en el sistema de monitorización y gestión de alarmas.
• Plan de formación y mantenimiento.

Puntos críticos adicionales

Algunos puntos críticos que pueden señalarse son:

1. Reestructuración de la energía de CA para admitir una instalación de refrigeración líquida, garantizando la continuidad de energía crítica suficiente para las nuevas aplicaciones de computación de alto rendimiento.
2. Selección de los racks más adecuados para soportar las densidades de carga térmica que impone la IA.
3. Ubicación de los equipos de sistemas de refrigeración

Pero hay muchos más. Brujulear por todos los cambios críticos de infraestructura asociados con mayores densidades de energía de rack puede ser una tarea inmensa. Queda para otro artículo cómo realizar tareas de mantenimiento y commissioning en instalaciones con sistemas de refrigeración líquida. Hasta entonces, vayamos construyendo esta realidad.