La mejor manera de enfriar un centro de datos es quizás una de las discusiones en curso más importantes en la industria de TI. El problema es simple de comprender: en una instalación mal enfriada, el calor es el enemigo que ejerce una presión significativa sobre todos los dispositivos montados en bastidor, incluidas las unidades de distribución de energía (PDU). El subproducto del calor excesivo es el daño a los equipos de TI, lo que genera tiempo de inactividad e inevitablemente mayores costos operativos.

Este problema se ve exacerbado por las temperaturas cada vez mayores alrededor de los racks de servidores causadas por las densidades de energía de Computación de alto rendimiento (HPC), que pueden expandirse rápidamente desde los 15 kW típicos por rack al ámbito de la densidad de energía que se aproxima a los 100 kW por rack. La combinación de temperaturas crecientes y espacios más reducidos presenta desafíos importantes para los administradores de centros de datos. Sin embargo, existen innovaciones en el mercado para ayudar a enfriar estos dispositivos HPC. Van desde lo futurista hasta lo simplista, pero todos están contribuyendo considerablemente a disipar la salida de calor de los dispositivos montados en bastidor. 

Refrigeración futurista

Refrigeración líquida

El método de enfriamiento líquido comenzó a afianzarse cuando los servidores de criptomonedas se encendieron en volumen y los gerentes del centro de datos notaron cuánta energía se consumía. Techcrunch.com escribe que “se espera que los mineros de bitcoins consuman aproximadamente 130 Teravatios-hora de energía (TWh), que es aproximadamente el 0,6 por ciento del consumo global de electricidad. Esto pone a la economía de bitcoin a la par con las emisiones de dióxido de carbono de una pequeña nación en desarrollo como Sri Lanka o Jordania. Jordania, en particular, es el hogar de 10 millones de personas". La refrigeración líquida fue una innovación cuyo momento había llegado y pronto se llevaría a los extremos.

Microsoft llevó la refrigeración líquida un paso más allá al hervir líquido dentro de un tanque de almacenamiento de acero lleno de servidores informáticos. Según un blog de Microsoft , “Dentro del tanque, el vapor que se eleva desde el líquido hirviendo entra en contacto con un condensador enfriado en la tapa del tanque, lo que hace que el vapor se convierta en líquido y llueva nuevamente sobre los servidores sumergidos, creando un sistema de enfriamiento de circuito cerrado. " Este proyecto de refrigeración líquida es en conjunto con el Proyecto Natick de Microsoft , que coloca un centro de datos en el fondo del océano sellado dentro de "tubos tipo submarino". 

Refrigeración líquida directa al chip

Otra forma futurista de enfriamiento es el enfriamiento directo al chip . En este método, un refrigerante líquido se lleva directamente al procesador a través de una serie de tubos. Este medio elegante y altamente eficiente de dispersión del calor hace que las altas temperaturas no deseadas se absorban y eliminen fácilmente.  

Una colaboración de ZutaCore produjo la solución de enfriamiento directo de chips HPC, una solución directa en chip, de dos fases y sin agua. Esta colaboración combina gabinetes de TI modulares con la solución de enfriamiento evaporativo directo al chip de ZutaCore. La nueva solución de refrigeración líquida es escalable y, según el sitio de ZutaCore , "empuja los límites de la refrigeración a chips de 1000 W y más".

Métodos de enfriamiento probados y verdaderos

Para aquellos gerentes de centros de datos que no son lo suficientemente valientes como para sumergir sus instalaciones en el fondo del océano, o que no pueden permitírselo, existen varias soluciones de calor comprobadas al alcance de presupuestos más modestos.

Contención de pasillo

El enfoque de contención del pasillo del centro de datos para el calor separa el flujo de aire de suministro frío del aire de escape caliente del equipo. Debido a que cada centro de datos tiene un conjunto único de parámetros, el enfoque de contención es ideal debido a su factor de forma altamente personalizable. 

Al igual que otros sistemas de refrigeración de centros de datos, la solución de contención también ha evolucionado y ahora es más fácil de instalar y es más eficiente. El diseño y las mediciones en los sistemas de contención de pasillos heredados se realizan en el sitio, generalmente por el gerente del centro de datos. Las mediciones se envían al fabricante donde se fabrican los paneles de la forma en que el proveedor de contención interpreta el dibujo del administrador del centro de datos. No hace falta decir que esto a menudo conduce a errores.

El enfoque más evolucionado para la contención del centro de datos sigue una configuración de tipo dos por cuatro / placa de yeso. Algunos sistemas tienen paneles disponibles en tamaños estándar y pueden enviarse de inmediato. Además de los paneles, la puerta de contención también se puede configurar según las especificaciones de la fila. Cada fabricante tiene sus diseños de puertas específicos y los costos pueden oscilar entre 1.000 y 5.000 dólares. Los administradores del centro de datos deben considerar cuidadosamente el propósito de la puerta del contenedor antes de realizar el pedido, como por ejemplo:

• ¿Será solo un panel para bloquear el flujo de aire?
• ¿Se utilizará con frecuencia para entrar y salir para realizar modificaciones en el bastidor del servidor?
• ¿Tiene que ser lo suficientemente alto para enrollar los gabinetes a través de la puerta? 
• ¿Cuál es el tamaño de los carros que se llevan al área de contención?

Los proveedores de contención de pasillos modulares y flexibles que trabajan con sus clientes para desarrollar los dibujos a lo largo del camino son signos de progresión en soluciones flexibles de contención de pasillos fríos y calientes.  

CRAC y CRAH

Completan los métodos de enfriamiento probados y verdaderos los acondicionadores de aire para salas de computadoras (CRAC) y los controladores de aire para salas de computadoras (CRAH). La gran diferencia entre los dos es que uno tiene compresor y el otro no. Los CRAC son similares a los acondicionadores de aire convencionales porque utilizan un compresor como mecanismo de enfriamiento. La operación es simple: sopla aire sobre serpentines de enfriamiento que contienen refrigerante. La desventaja de los CRAC es que no son muy eficientes, pero la ventaja es que son económicos.

Por el contrario, los CRAH son parte de un sistema más extenso que aprovecha un enfriador para suministrar agua fría a un serpentín de enfriamiento y ventiladores para aspirar aire exterior. El uso de aire exterior para enfriar las instalaciones hace que esta opción sea más eficiente, especialmente cuando el centro de datos se encuentra en entornos más fríos. 

Conclusión

A medida que las nuevas generaciones de procesadores hambrientos de energía continúan llegando al mercado, la eficiencia de los sistemas de enfriamiento siempre seguirá siendo una prioridad para los administradores de centros de datos. Las instalaciones que operan en entornos de HPC pueden comenzar a gravitar más hacia los nuevos sistemas de refrigeración líquida a medida que la economía de escala entra en acción y los precios bajan. Pero para aquellos centros de datos que no se ocupan de una gran cantidad de procesadores de aprendizaje automático e inteligencia artificial, la nueva generación de soluciones de contención de pasillos fríos y calientes proporciona una solución rápida y económica a los problemas de calor. Los denominadores comunes a buscar entre los sistemas futuristas y probados y verdaderos son los rasgos de innovación y evolución que promueven la eficiencia al tiempo que disminuyen el OPEX.