Por Robert Bunger, responsable de la priorización de la cartera de proyectos de exploración e incubación de la oficina de CTO en Schneider Electric
Los centros de datos tradicionalmente han dependido de servidores refrigerados por aire para ofrecer potencia informática, pero la aceleración de la IA está impulsando una tendencia hacia la refrigeración líquida. El entrenamiento de IA requiere aumentos sustanciales en la computación, lo que obliga a los desarrolladores de chips a aumentar la potencia de diseño térmico (TDP), la cantidad máxima de calor generada por un procesador.
A medida que los chips se calientan, la refrigeración por aire se vuelve inadecuada, lo que hace que la refrigeración líquida sea la única opción para los servidores de IA. La refrigeración líquida no es nueva; Se ha utilizado en informática de alto rendimiento (HPC) durante muchos años. Sin embargo, el cambio a la refrigeración líquida en entornos de centros de datos tradicionales requerirá un replanteamiento por parte de los operadores mientras buscan adaptarse a la demanda de IA.
En mi función dentro de nuestra oficina de CTO que explora nuevas tecnologías, respondo muchas preguntas sobre la expansión del uso de la refrigeración líquida en los centros de datos. Vea las principales preguntas frecuentes y mis respuestas a continuación.
A medida que se acelera la adopción de la IA, ¿Cómo de urgente es la necesidad de servidores refrigerados por líquido?
El creciente interés empresarial en la implementación de aplicaciones de IA está acelerando la demanda de servidores refrigerados por líquido. Los líquidos hacen un mejor trabajo que el aire al disipar el calor, y muchos chips nuevos que se están implementando para soluciones de inteligencia artificial no se pueden enfriar con aire. Como tal, los operadores de centros de datos deben construir rápidamente la infraestructura para soportar servidores refrigerados por líquido. Si bien la refrigeración líquida se ha debatido como una opción durante años, la IA está transformándola de una opción a una necesidad.
¿Cómo pueden los centros de datos existentes respaldar la implementación de servidores de IA de alta densidad con refrigeración líquida?
Se prefiere conectar una CDU a un circuito de agua de una instalación existente, lo que permite que el calor del circuito TCS vaya directamente al sistema de refrigeración de la instalación. Si no hay disponible una conexión al sistema de agua de una instalación, el operador de un centro de datos puede implementar una CDU que rechace el líquido al aire. Con la construcción de nuevos centros de datos, los operadores pueden diseñar sus sistemas de agua para soportar de manera óptima la refrigeración líquida.
¿Qué es una CDU y cuál es su función?
La CDU controla la temperatura, la química y el flujo de líquido hacia el servidor que se está enfriando. Las CDU realizan una función muy parecida a la de un transformador que regula el voltaje. En este caso, la CDU utiliza un intercambiador de calor y bombas para regular el flujo y la temperatura del fluido entregado al equipo para su enfriamiento. También aísla el circuito TCS de los sistemas de la instalación a través del intercambiador de calor integrado, que es de líquido a líquido o de líquido a aire.
Al construir un nuevo centro de datos, ¿Cómo deberían los operadores planificar la combinación de servidores refrigerados por aire y líquidos?
Es importante comprender que los centros de datos no estarán 100 por cien refrigerados por líquido, aunque la refrigeración líquida se está convirtiendo en una necesidad para entornos de alta densidad. El desafío para los diseñadores es incorporar flexibilidad a sus plantas de refrigeración.
Pronto, esto será más fácil a medida que se introduzcan equipos de refrigeración que permitan cambiar entre refrigeración por aire y refrigeración líquida. La capacidad de cambiar no solo brindará la flexibilidad que tanto se necesita, sino que también impulsará eficiencias que respaldan las estrategias de sostenibilidad de los centros de datos.
¿Cuáles son las formas de refrigeración líquida que se están implementando?
La arquitectura más popular actualmente implica conectar una placa fría a un componente, como un procesador o una memoria. El agua tratada enviada a la placa absorbe el calor y lo transfiere a través de un circuito del sistema de enfriamiento tecnológico (TCS) y, a su vez, a una unidad de distribución de refrigerante (CDU) con un intercambiador de calor que dispersa el calor.
Aunque el fluido a base de agua es el más frecuente, esta arquitectura también puede utilizar un fluido diseñado que hierve dentro de la placa fría y luego se condensa dentro de la CDU. Las placas frías eliminan la mayor parte del calor del servidor a través de un líquido, pero aún se necesita refrigeración por aire.
Otro método es el enfriamiento por inmersión directa, que implica colocar un servidor en un chasis o tanque lleno de líquido dieléctrico para enfriar todo el servidor. El fluido dieléctrico, normalmente un aceite sintético, elimina todo el calor. Aunque este método no es actualmente tan popular como la placa fría, ofrece algunas ventajas al no requerir flujo de aire a través del servidor y una alta estabilidad térmica en todo el servidor.
¿Es posible tener servidores refrigerados por líquido 100 por cien gratuitos?
Sí, pero esto depende de los requisitos del servidor y del clima en la ubicación del centro de datos. El enfriamiento gratuito utiliza aire exterior para reducir la temperatura del fluido utilizado para la refrigeración líquida. Usar aire exterior es un método de enfriamiento más económico y adecuado para lugares con temperaturas más bajas. Sin embargo, el agua utilizada para enfriar las virutas no tiene por qué estar fría. Se aceptan temperaturas superiores a 100 °F, según el procesador que se utilice. Esto significa que es posible utilizar el enfriamiento gratuito incluso con temperaturas cálidas, lo que ayuda a controlar los costos de enfriamiento del centro de datos y mejorar la sostenibilidad general.
Recursos sobre refrigeración líquida y centros de datos preparados para IA
Adaptarse a las crecientes demandas generadas por la IA seguirá siendo un desafío. Afortunadamente, soluciones como la refrigeración líquida pueden desempeñar un papel importante en la adaptación a las demandas informáticas de mayor densidad. Descubra más información sobre la refrigeración líquida para centros de datos y la transición a centros de datos preparados para IA.