La irrupción de la inteligencia artificial ha revolucionado múltiples sectores, y el ámbito de los centros de datos no es la excepción. A medida que las demandas de potencia y capacidad de cómputo aumentan exponencialmente debido a cargas de trabajo avanzadas como el big data y el aprendizaje automático, la gestión térmica y la refrigeración han pasado a ocupar un lugar central en el diseño y operación de estas infraestructuras. Soluciones innovadoras como la refrigeración líquida, en particular el Direct Liquid Cooling (DLC) y el immersion cooling, se perfilan como respuestas necesarias para enfrentar los retos de sostenibilidad, eficiencia energética y adaptación a las densidades de potencia actuales y futuras, marcando el camino hacia la próxima generación de centros de datos.

En esta entrevista con DCD, Omar Pérez, MEP Manager Data Center de Italsan, analiza este panorama destacando las principales claves y tendencias.

¿Cómo ha impactado la irrupción de la inteligencia artificial en los requisitos de potencia y capacidad de los centros de datos?

La irrupción de la inteligencia artificial (IA) tiene un impacto directo en cómo concebimos la sociedad actual; está siendo una verdadera revolución en muchas de las áreas de nuestras vidas, y esto es solo el principio de un largo viaje.

En el ámbito que nos ocupa, ha transformado los centros de datos al aumentar drásticamente la demanda de potencia. Dicha irrupción, requiere de infraestructuras capaces de gestionar densidades de potencia muy superiores a las vistas hasta la fecha. Para atender estos requisitos, es esencial que los centros de datos incorporen soluciones avanzadas de refrigeración, como las soluciones de refrigeración líquida, entre ellas, el Direct Liquid Cooling (DLC) o el immersion cooling.

Lo que hace unos años era una alternativa o una posibilidad, ahora empieza a ser imperativo; la refrigeración de nuevos centros de datos y de reformas de los existentes van a requerir soluciones mediante refrigeración líquida para poder hacer frente a las nuevas necesidades de cómputo que disponen los racks en la actualidad.

Por lo que estamos viendo muchos proyectos que se diseñaron hace unos años necesitan ser rediseñados y adaptados a estas nuevas necesidades de cómputo; aumentando la capacidad de éstos.

¿Qué desafíos presenta el aumento de la potencia de cálculo en términos de gestión térmica y refrigeración? ¿Qué avances tecnológicos en refrigeración son necesarios para adaptarse al crecimiento de la capacidad IT impulsado por la IA?

Los desafíos que se presentan en este nuevo escenario son varios y desde diferentes puntos de vista; como son el diseño y dimensionado de la instalación, asegurar el uptime de nuestro Data Center, prever en fase inicial las diferentes operaciones de commissioning y en fase operativa, de mantenimiento. Son muchos factores que se ven modificados al realizar una propuesta con una tecnología de refrigeración diferente a la que más se está empleando en la actualidad.

De entrada, el proyectar un Data Center con las necesidades actuales ya supone un desafío por todos los cambios que conlleva desde el punto de vista de la refrigeración; pero aún supone un desafío superior encontrar la manera de reacondicionar los Data Center actuales para las necesidades futuras.

Además de poder cubrir las futuras necesidades de refrigeración a nivel de carga térmica; la eficiencia energética y la sostenibilidad también son dos pilares fundamentales que tener en cuenta. Para estos factores, es de vital importancia seleccionar las soluciones y productos que reduzcan la huella de carbono y dispongan de un impacto ambiental reducido dentro de nuestro Data Center. Normalmente se suele colocar el foco en el consumo de energía y el consumo de agua; evidentemente siendo dos puntos vitales para una buena gestión de los recursos; pero también se puede mejorar la eficiencia energética y reducir el impacto ambiental mediante la selección de materiales para la construcción de los diferentes componentes que se incluyen dentro del centro de datos.

¿En qué contextos es más beneficioso aplicar el Direct Liquid Cooling en comparación con otros métodos de refrigeración?

El Direct Liquid Cooling es especialmente beneficioso en centros de datos que operan con cargas de trabajo intensivas en IA, big data o procesamiento gráfico avanzado, donde se generan mayores cargas térmicas en espacios más compactos.

Además, este método se ajusta a las exigencias de centros de datos con altos estándares de sostenibilidad, al reducir los costes operativos en la refrigeración de las cargas térmicas derivadas de esas elevadas densidades de potencia. Aunque la inversión inicial en una solución de refrigeración directa al chip es superior a una solución de refrigeración por aire; es inoperante poder gestionar las densidades de potencia actuales mediante una refrigeración por aire. Hablamos de densidades que pueden superar los 100 kW/rack; cuando ponemos esta variable encima de la mesa, debemos tener en cuenta el DLC.

Se pueden optar también por soluciones mixtas, donde convivan soluciones de DLC con soluciones de refrigeración por aire; como pueden ser los ya conocidos pasillos fríos y pasillos calientes; esto variará mucho en función de que densidades de potencia estemos manejando en cada zona de nuestro Data Center.

¿Qué retos enfrenta la integración de sistemas de refrigeración líquida en Data Centers que actualmente usan refrigeración por aire?

La transición hacia sistemas de refrigeración líquida en centros de datos que emplean refrigeración por aire implica una serie de desafíos técnicos. Desde la adaptación de la infraestructura física para incluir tuberías y conexiones adicionales, hasta la implementación de medidas de seguridad que garanticen la protección contra fugas, este cambio requiere una planificación cuidadosa.

En muchos casos habrá limitaciones para poder proponer una solución ideal, es necesario llevar a cabo un estudio meticuloso donde abordar los diferentes retos que nos suponga rediseñar y ajustar un Data Center existente a las densidades de potencia actuales.

Desde Italsan se ofrece una solución integral que incluye la prefabricación de módulos y colectores en nuestro centro de producción especializado, optimizando el proceso productivo, minimizando el riesgo de errores en la instalación y asegurando un ensamblaje rápido y de alta calidad in situ. Gracias a esta metodología de construcción modular, facilitamos desde la etapa de diseño una transición eficiente hacia la refrigeración líquida, estudiando la solución a implementar, minimizando los costes de ejecución y operación.

¿Qué consideraciones deben tenerse en cuenta al diseñar un Data Center para que sea compatible con ambos tipos de refrigeración, aire y líquido?

Al diseñar un centro de datos compatible con refrigeración por aire y por líquido, la flexibilidad y modularidad de la infraestructura son esenciales.

Deberemos de estudiar, en función de las cargas térmicas y su disposición; la capacidad u opción de presentar soluciones de refrigeración que se adecúen a las necesidades que presente el diseño del Data Center. Se pueden disponer de zonas con equipos de cómputo con densidades de potencia dispares, con necesidades de refrigeración diferentes donde se pueda combatir esa disipación de calor con diferentes soluciones que integren soluciones de refrigeración líquida y refrigeración por aire.

Ahora bien, la tendencia es clara; las nuevas necesidades de los centros de datos empujan al mercado a implementar soluciones de refrigeración líquida.

Otro de los factores claves es la escalabilidad; podríamos mencionar este factor como la capacidad de un sistema para manejar un aumento en la carga de trabajo sin comprometer el rendimiento; esto es más fácil de asumir si preveo en el diseño una solución mediante refrigeración líquida, donde pueda manejar las variables para poder asumir una carga térmica superior debido al progreso tecnológico. Es inviable poder asumir esos cambios mediante soluciones por aire.

Es evidente que este mercado ha vivido una evolución enorme en los últimos años y aún está en pleno crecimiento y desarrollo de la IA; por lo que debemos anticiparnos a las necesidades futuras y tratar de avanzarnos desde el punto de vista de diseño para poder abordar las problemáticas que se nos presenten en los próximos años.

Finalmente, y aunque no sea objeto principal de este artículo; también es interesante resaltar que la implementación de circuitos de refrigeración líquida llevará asociados también la integración de sistemas de monitorización y control. Desde este prisma, el Grupo italsan también ofrece soluciones mediante su empresa Ulbios, que permite la monitorización y digitalización de los datos de calidad de agua para tener un mayor control sobre el estado de la instalación de refrigeración de misión crítica.