Por Richard Burcher, gerente global de productos en Airedale, especializado en refrigeración líquida

A medida que los centros de datos se enfrentan a demandas crecientes, que van desde el aumento de la densidad de chips y la mayor adopción de la inteligencia artificial (IA) hasta el aumento de la temperatura ambiente, las tecnologías de refrigeración altamente eficientes no sólo son beneficiosas, sino indispensables. Las tecnologías de refrigeración líquida -especialmente los sistemas bifásicos de inmersión- son el avance más notable.

Empresas como Microsoft y Alibaba han adoptado la refrigeración por inmersión a gran escala. El sistema monofásico de Alibaba, por ejemplo, redujo el consumo de energía en un 36% y alcanzó un PUE de 1,07. Estos resultados ponen de relieve la capacidad y el impacto de la refrigeración por inmersión cuando se integra con un diseño de infraestructura moderno.

Aunque el potencial de la inmersión es evidente, se espera que la adopción comercial generalizada todavía tarde varios años en producirse.

Por qué la refrigeración por inmersión bifásica sigue sin generalizarse

A pesar de su atractivo, es probable que la inmersión bifásica esté a cinco años de su adopción generalizada debido a varios retos:

• Complejidad técnica y de infraestructuras: El diseño de una solución de inmersión universal sigue siendo un reto debido a los distintos tipos de chips, embalajes y diseños de placas. Tampoco está probada la escalabilidad para entornos de hiperescala con cargas térmicas fluctuantes.
• Consideraciones económicas: Muchos operadores ven la refrigeración por inmersión como una propuesta de alta inversión y alto riesgo debido al coste de implantación, la incertidumbre sobre el rendimiento a largo plazo y los costes operativos adicionales.
• Limitaciones de escalabilidad: Los centros de datos heredados carecen a menudo del diseño estructural y la flexibilidad presupuestaria necesarios para soportar instalaciones de inmersión a gran escala. Las dimensiones físicas y los requisitos de carga del suelo de los tanques de inmersión, por ejemplo, pueden no coincidir con los planes de espacio existentes o los entornos de suelo elevado.

Retos de escalado: normas, compatibilidad y reglamentación

Más allá de la infraestructura y los costes, el sector se enfrenta a obstáculos sistémicos de mayor envergadura. La mayoría de los chips que circulan en la actualidad están optimizados para la refrigeración por aire, y adaptarse a la inmersión exigirá cambios significativos en el diseño, los materiales y las métricas de rendimiento.

La falta de una reglamentación universal para la refrigeración líquida, en particular para los sistemas bifásicos, también complica la implantación. Sin puntos de referencia en el sector, los operadores se enfrentan a problemas de adquisición, instalación y validación del rendimiento.

Además, existen los problemas de conformidad, desde la manipulación de fluidos dieléctricos hasta el cumplimiento de las normas medioambientales y de seguridad. Riesgos como las fugas, el desgaste de los componentes y las variaciones regionales en las normativas sobre incendios, emisiones y salud complican la implantación global.

Salvando las distancias con las unidades de distribución de refrigeración (CDU)

Las unidades de distribución de refrigeración (CDU) ofrecen un puente práctico hacia los sistemas avanzados de refrigeración líquida. Estas unidades regulan el suministro y el retorno de fluidos, mantienen la estabilidad térmica y proporcionan visibilidad mediante una supervisión integrada. Mientras que el sector avanza hacia infraestructuras definidas por software y operaciones impulsadas por IA, este nivel de control en tiempo real se vuelve cada vez más crítico.

Con las CDU, los operadores de centros de datos pueden realizar una transición gradual a la refrigeración líquida directa al chip y a la refrigeración por inmersión, al tiempo que capitalizan las ganancias de eficiencia y avanzan hacia una metodología de refrigeración híbrida, que abarca bastidores de capacidad de alto rendimiento para aplicaciones de IA junto con bastidores más tradicionales y de menor densidad, que cumplen funciones como el almacenamiento de datos y las comunicaciones por correo electrónico.

Las CDU pueden ayudar a reducir costes y prolongar la vida útil de los sistemas reduciendo la dependencia de la refrigeración mecánica. Su diseño modular permite el despliegue por fases, lo que las hace ideales para entornos mixtos, programas piloto o despliegues a gran escala. Además, las CDU admiten distribuciones de alta densidad y eficientes en términos de espacio (lo que maximiza la computación y minimiza la demanda de espacio) y las CDU pueden integrarse con BMS, así como con gestión térmica interior y exterior adicional para optimizar el rendimiento e impulsar la eficiencia.

Alinear la estrategia de refrigeración con los objetivos de sostenibilidad

La refrigeración líquida desempeña un papel cada vez más importante en el cumplimiento de los mandatos de sostenibilidad. La refrigeración por aire, aunque sigue siendo eficaz en muchos casos, está llegando a su límite cuando las densidades de los bastidores aumentan para soportar cargas de trabajo de IA de última generación de 50 kW y superiores. A medida que crecen los volúmenes de datos globales y se expande el Edge computing de latencia crítica, los métodos de refrigeración de alto consumo energético ya no serán suficientes para soportar los objetivos de rendimiento y sostenibilidad.

Los principales proveedores de servicios en la nube y de colocation, como Google, Microsoft y Amazon Web Services, invierten activamente en sistemas de inmersión y refrigeración líquida directa al chip. Estos despliegues reflejan un cambio más amplio en la estrategia de infraestructura, que hace hincapié en la reducción de la huella de carbono y la eficiencia del sistema. Algunos proveedores están empezando a publicar datos sobre los ciclos de vida de los fluidos, el impacto del carbono y las iniciativas de economía circular vinculadas a los sistemas de refrigeración como parte de este cambio.

De cara al futuro, se espera que la refrigeración líquida y la refrigeración por inmersión se integren con diseños de centros de datos modulares, marcos de recuperación de energía y tecnologías de refrigerantes de bajo potencial de calentamiento global. También se alinea con la tendencia hacia sistemas de refrigeración de circuito cerrado y reciclados, componentes críticos en la planificación de centros de datos sostenibles. Además se están llevando a cabo nuevas iniciativas para evaluar el potencial del calor recuperado de los sistemas de inmersión para su reutilización en calefacción urbana o aplicaciones municipales, lo que añade valor a la propuesta.

Preparación para el futuro de la refrigeración de centros de datos

Aunque aún faltan años para la adopción generalizada de los sistemas de inmersión bifásicos, las organizaciones con visión de futuro ya se están preparando. Las evaluaciones de la infraestructura, los proyectos piloto y la elaboración de presupuestos estratégicos pueden garantizar la preparación para un despliegue más amplio al mismo tiempo que la tecnología sigue madurando. La evaluación proactiva de la compatibilidad de los sistemas, los requisitos normativos y las hojas de ruta de los proveedores puede reducir las fricciones en la implantación mientras que se desarrollan los proyectos.

En un entorno en el que la gestión térmica influye directamente en el rendimiento, el tiempo de actividad y el cumplimiento de la normativa medioambiental, la transición a la refrigeración líquida e inmersiva es más que una cuestión de preferencia tecnológica. Es un paso crítico para la futura estabilidad operativa. Las organizaciones que comiencen hoy a evaluar y adoptar estrategias de refrigeración líquida estarán mejor posicionadas para satisfacer las demandas de las cargas de trabajo avanzadas de los centros de datos y liderar la industria hacia una mayor eficiencia y sostenibilidad.

Para los responsables de la gestión de infraestructuras digitales a gran escala, la decisión de invertir en refrigeración líquida ya no es una consideración lejana. Es una prioridad urgente y necesaria. El mejor momento para empezar a planificar y prepararse es ahora.

_{Este artículo ha sido traducido y editado al español por Gabriel Carrillo M-Feduchi}