Per David Albalate,
Business Manager en Data Center Solutions
La gestió tèrmica en els centres de dades és un desafiament crucial a causa de l’augment constant en la densitat i potència dels equips informàtics. L’eficiència en la refrigeració no sols impacta en la fiabilitat i rendiment dels sistemes, sinó també en els costos operatius i la sostenibilitat ambiental. Aquest article explora els mètodes de refrigeració més efectius i les últimes tendències en l’àmbit dels centres de dades.
Importància de la Refrigeració en els Centres de Dades
Els centres de dades alberguen una gran quantitat de servidors i equips de TU que generen una quantitat significativa de calor. L’eliminació efectiva d’aquesta calor és essencial per a mantenir els equips operant dins dels rangs de temperatura recomanats (entre 18 i 27 graus Celsius). Si no es gestiona adequadament, la calor pot portar a fallades en els equips, reducció en la vida útil dels components, temps d’inactivitat no planificats, consum energètic excessiu o una disminució del rendiment dels servidors.
Mètodes Tradicionals de Refrigeració per Aire
Històricament, els sistemes d’Aire condicionat de Sala de Computadores (CRAC) i les Unitats de Maneig d’Aire de Sala de Computadores (CRAH) han estat les solucions predominants en la refrigeració dels centres de dades. Aquests mètodes impliquen l’ús de sistemes d’aire condicionat per a refredar grans volums d’aire que després es bomben a través dels racks de servidors. No obstant això, amb l’augment en la densitat i potència dels equips, aquestes tècniques s’han tornat cada vegada menys eficients. La densitat de potència mitjana dels racks de servidors ha augmentat significativament, passant de 3-5 kW a rangs de 15-16 kW i més en alguns casos, la qual cosa fa necessari nous enfocaments en la refrigeració.
Evolució cap a la Refrigeració per Líquid o Liquid Cooling
Des de fa uns anys, la refrigeració per líquid ha emergit com una alternativa eficient i eficaç per a gestionar les creixents demandes tèrmiques en els centres de dades. Aquest mètode permet portar l’eliminació de calor més prop dels servidors, reduint les pèrdues d’energia i millorant l’eficiència general. Existeixen diversos tipus de refrigeració per líquid, cadascun adaptat a diferents necessitats i configuracions.
– Refrigeració Basada en Passadissos Freds o Files de racks
En la refrigeració basada en passadissos freds, les unitats de refrigeració estan dedicades a refredar una fila específica de racks. Aquest enfocament permet una eliminació de calor més precisa i eficient, ja que les trajectòries dels fluxos d’aire són més curtes i definides. A més, la refrigeració pot adaptar-se a les necessitats específiques de cada fila, optimitzant l’ús d’aire fred i eliminant l’aire calent de manera efectiva abans que entri a la sala.
– Refrigeració Basada en Racks
Aquest mètode porta la precisió un pas més enllà, dedicant unitats de control climàtic a un o dos racks de servidors. Les trajectòries dels fluxos d’aire són extremadament curtes i definides, permetent manejar densitats tèrmiques encara majors. Aquesta precisió no sols millora l’eficiència de la refrigeració, sinó que també permet una millor redundància i control de la temperatura en racks específics.
– Refrigeració per Immersió
La refrigeració per immersió implica submergir el maquinari completament en un líquid dielèctric no conductiu. Aquest líquid absorbeix la calor i es converteix en vapor, el qual es condensa i torna al líquid, mantenint un cicle continu de refrigeració.
Aquest mètode és altament eficient, ja que elimina la necessitat de ventiladors de refrigeració en els servidors, reduint significativament el consum energètic i permetent una major densitat de servidors en el mateix espai.
– Refrigeració Direct to Chip
Aquest sistema utilitza un refrigerant líquid que es condueix a través de tubs directament al xip (CPU, GPU, etc.), absorbint la calor i eliminant-lo del xassís. És una de les formes més efectives de refrigeració, especialment per a processadors d’alta potència que generen grans quantitats de calor. Aquest mètode pot manejar densitats tèrmiques extremadament altes, arribant fins a 1000W o més per xip.
Consideracions de Disseny per a Sistemes d’Alta Densitat
La implementació de sistemes de refrigeració avançats requereix una acurada planificació i consideració de diversos factors:
- Aplicacions d’Alt Rendiment: Les aplicacions com a jocs en línia, computació d’alt rendiment i negociacions d’alta freqüència generen alts nivells de calor i requereixen solucions de refrigeració robustes.
- Estalvi d’Espai: Els sistemes d’alta densitat permeten consolidar més equips en menys espai, optimitzant la superfície del centre de dades.
- Infraestructura i Potència: És essencial avaluar la disponibilitat d’aigua refrigerada i la capacitat de distribució de potència per a suportar les noves càrregues tèrmiques.
- Eficiència Energètica: L’eficiència en l’ús de l’energia (PUE) és un indicador clau. Els sistemes de refrigeració avançats han de ser avaluats no sols pel seu cost inicial (CAPEX) sinó també per les seves despeses operatives al llarg del temps (OPEX).
Avantatges i Desafiaments de la Refrigeració Avançada
Avantatges
- Flexibilitat i Escalabilitat: Els sistemes de refrigeració avançats poden adaptar-se a una àmplia gamma de densitats i configuracions, permetent escalar segons augmentin les necessitats tèrmiques.
- Eficiència Energètica i Sostenibilitat: Aquests mètodes redueixen significativament el consum d’energia, contribuint a menors costos operatius i una menor petjada de carboni.
- Major Densitat de Processament: En eliminar eficientment la calor, aquests sistemes permeten una major densitat de servidors, optimitzant l’ús de l’espai en el centre de dades.
- Reducció del soroll i del manteniment: El fet d’utilitzar menys ventiladors i components mecànics es tradueix en menys soroll i un manteniment més senzill. Un exemple són els sistemes de refrigeració per immersió que són pràcticament silenciosos.
Desafiaments
- Cost Inicial elevat: La implementació de sistemes de refrigeració avançats pot requerir una inversió inicial significativa en infraestructura.
- Complexitat en la Instal·lació: La integració d’aquests sistemes pot ser complexa i requereix una planificació detallada i personal especialitzat.
- Manteniment, Gestió i Seguretat: La gestió de sistemes de refrigeració avançats requereix un monitoratge constant i manteniment regular per a assegurar un rendiment òptim i una minimització dels riscos de possibles fugides.
Tendències Futures en la Refrigeració de Centres de Dades
La indústria dels centres de dades continua evolucionant ràpidament, impulsada per la creixent demanda de processament i emmagatzematge de dades. Algunes tendències emergents inclouen:
- Refrigeració Híbrida: La combinació de diferents mètodes de refrigeració, com a aire i líquid, per a optimitzar l’eficiència i flexibilitat.
- Intel·ligència Artificial i Automatització: L’ús de IA per a monitorar i gestionar els sistemes de refrigeració, ajustant dinàmicament els paràmetres per a maximitzar l’eficiència energètica.
- Sostenibilitat: Un enfocament creixent en solucions de refrigeració que minimitzin l’impacte ambiental, utilitzant energies renovables i tecnologies de baix consum.
Conclusió
La refrigeració en els centres de dades és un component crític que impacta directament en l’eficiència operativa i la sostenibilitat. Amb l’augment continu en la densitat i potència dels equips de TU, és essencial adoptar mètodes de refrigeració avançats que puguin manejar aquestes demandes de manera eficaç. La refrigeració per líquid, ja sigui basada en files, racks, immersió o directa al xip, ofereix solucions innovadores per als desafiaments actuals i futurs. La clau està a planificar i dissenyar els centres de dades amb una visió a llarg termini, considerant tant les necessitats immediates com les tendències emergents en tecnologia i sostenibilitat.
L’àrea de projectes Data Center de ABAST té una experiència de més de 100 projectes de construcció o millora de centres de dades, amb l’objectiu d’aconseguir els màxims nivells de seguretat, flexibilitat i eficiència energètica. Abast està certificat com Rittal Strategic Partner, la categoria més alta del seu programa global de partners, sent un dels seus aliats estratègics de referència a Espanya i comercialitzant les seves solucions de Centre de Dades que tots inclouen els mètodes de Refrigeració més avançats.
Si vols que busquem la solució òptima per al Data Center de la teva organització contacta’ns mitjançant nostre formulari web.
