Face à l’essor des applications d’IA entraînant des exigences de calcul croissants, les serveurs doivent intégrer davantage de puissance de traitement pour supporter des tâches toujours plus complexes et riches en données. Cette augmentation de puissance génère davantage de chaleur, poussant les limites du refroidissement traditionnel par air, en particulier dans les environnements de racks à haute densité.
Le refroidissement liquide est devenu un besoin essentiel pour les data centers modernes. Près d'un data center sur cinq (17 %) utilise déjà le refroidissement liquide, et 61 % des équipes opérationnelles envisagent sa mise en œuvre. Cette tendance reflète la confiance du secteur dans l'efficacité du refroidissement liquide pour gérer la chaleur des racks IT à haute densité.
Cependant, l'intégration du refroidissement liquide dans les systèmes existants peut être un processus complexe. Le refroidissement liquide étant une addition relativement nouvelle dans le monde du refroidissement des data centers, surmonter les obstacles de cette transition reste un défi.
Explorez les avantages du refroidissement liquide, les considérations clés pour une mise en œuvre réussie et les services disponibles pour vous aider à naviguer dans les complexités de l'ajout de cette technologie à votre stratégie de refroidissement de data center.
Avantages du refroidissement liquide
- Dissipation de la chaleur améliorée - Le refroidissement liquide utilise les capacités de transfert thermique supérieures de l'eau ou d'autres fluides, qui peuvent être jusqu'à 3 000 fois plus efficaces que l'air, pour refroidir efficacement les racks à haute densité. Bien qu'il puisse nécessiter des coûts initiaux supérieures, sa capacité à réduire la consommation d'énergie et à prolonger la durée de vie des équipements en fait un choix rentable à long terme.
- Fiabilité et performance IT améliorées - Les systèmes de refroidissement liquide permettent aux systèmes densément assemblés de fonctionner à des tensions et à des fréquences d'horloge plus élevées en dissipant efficacement la chaleur, ce qui aide à maintenir des conditions thermiques optimales.
- Efficacité énergétique - Le refroidissement liquide réduit le PUE et permet une réutilisation efficace de la chaleur pour les systèmes de chauffage des bâtiments.
- Encombrement réduit - Le refroidissement liquide optimise également l'utilisation de l'espace en permettant une densité supérieure dans le même encombrement physique. En gérant efficacement la chaleur, le refroidissement liquide réduit le besoin d'extensions des installations le rendant une solution précieuse pour les data centers.
- Plus faible TCO - Le refroidissement liquide peut réduire le coût total de possession (TCO) grâce à une densité plus élevée, une utilisation supérieure du freecooling et une meilleure performance par watt, selon l'American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE).
Principales considérations
Bien que certaines nouvelles installations seront spécifiquement conçues pour les charges de travail d'IA et le refroidissement liquide, la plupart des installations auront lieu dans des installations existantes. Étant donné la nature complexe des systèmes de refroidissement liquide, les équipes des data centers peuvent bénéficier d’un service complet de solutions de refroidissement liquide couvrant la conception, l'installation, le démarrage, la gestion des fluides, la maintenance et la gestion numérique.
En savoir plus:
Services de refroidissement liquide
Face à l’augmentation de la chaleur dans les environnements informatiques haute performance, le besoin de technologies de refroidissement liquide dans la gestion thermique IT moderne devient essentiel.
Il est nécessaire de considérer les facteurs clés suivants afin de réussir la mise en œuvre du refroidissement liquide et optimiser ses avantages:
1. Installation
L'ajout progressif du refroidissement liquide, que ce soit dans un data center existant ou dans une nouvelle installation, requiert souvent d’importantes modifications de l'infrastructure. Dans les projets de rénovation (brownfield), l’installation de nouveaux systèmes de tuyauterie, de pompes et d’échangeurs de chaleur peut être requise, nécessitant potentiellement des modifications des racks de serveurs pour accueillir les composants de refroidissement liquide. Dans les projets de nouvelles construction (greenfield), l'infrastructure peut être conçue depuis le début.
Les systèmes de refroidissement liquide peuvent optimiser l'espace de votre site en permettant des configurations de serveurs plus denses dans chaque rack. Cependant, les unités de refroidissement elles-mêmes peuvent nécessiter un espace supplémentaire et pourraient requérir une reconfiguration de l’urbanisation de votre salle. Pour les déploiements en rénovation, une planification minutieuse est essentielle afin de fournir assez d'espace au nouvel équipement sans perturber les opérations courantes. Dans les environnements de nouvelles construction, l’encombrement et l’urbanisation peuvent être adaptés au système de refroidissement, optimisant l'efficacité et la performance dès le départ.
2. Propreté
La performance des systèmes de refroidissement liquide peut être considérablement impactée par la propreté des fluides car le refroidissement liquide direct repose sur des fluides propres et non contaminés pour fonctionner efficacement. Toute saleté, poussière ou débris introduit pendant l'installation ou l'entretien peut contaminer le liquide de refroidissement, impacter les opérations du serveur, réduire la performance thermique et engendrer de potentielles défaillances du système.
Les data centers abritent des équipements électroniques sensibles qui peuvent être négativement affectés par la poussière et autres contaminants. Pendant l'installation ou la maintenance des systèmes de refroidissement liquide, il est essentiel de maintenir la propreté dans le circuit de fluide pour éviter la contamination du liquide à l'intérieur des plaques froides.
Le respect de normes et de protocoles stricts de propreté durant l'installation et l’entretien des systèmes de refroidissement liquide aide à répondre aux exigences réglementaires locales et à maintenir la garantie.
3. Mise en service
La mise en service implique la vérification que le système de refroidissement liquide fonctionne comme prévu et répond aux critères de performance spécifiés. Ce processus comprend le test et la validation des composants du système, le contrôle du débit de fluide, le réglage des boucles de régulation et la fonctionnalité globale dans des conditions réelles de fonctionnement.
Elle aide également à identifier et à résoudre les problèmes potentiels ou les défauts du système avant qu'il ne devienne pleinement opérationnel. Cela inclut la détection des fuites, la vérification de la pression maximale de fonctionnement du système, la facilitation de la distribution du fluide dans tout le système et la vérification croisée des paramètres fonctionnels des opérations au niveau de l’unité et au niveau du système.
Lors de la mise en service, des ajustements peuvent être effectués pour optimiser les performances du système, tels que l'affinage de la boucle de régulation, le réglage des paramètres de température et de pression et l'étalonnage des composants pour un refroidissement efficace.
4. Gestion des fluides
La gestion appropriée des fluides se concentre principalement sur le maintien de la chimie du liquide de refroidissement. Cela implique de prélever régulièrement des échantillons de fluide et de réaliser des analyses en laboratoire pour surveiller et ajuster l'équilibre chimique en ajoutant des inhibiteurs selon les besoins.
Une gestion efficace des fluides réduit le risque de contamination, aidant à prévenir les problèmes comme les blocages, la corrosion et la réduction des performances thermiques. Une surveillance régulière et des actions correctives maintiennent le fluide propre et sans impuretés et aident à maintenir la qualité du fluide pendant toute la durée de vie du système.
5. Services récurrents
Les services récurrents aident à identifier et à résoudre les problèmes potentiels avant qu'ils ne conduisent à des défaillances du système. Cela permet également de maintenir la durée de vie du système de refroidissement liquide et de ses composants.
En outre, l'entretien régulier aide à optimiser l'efficacité du système en nettoyant les filtres, en ajustant les paramètres et en réalisant les mises à niveau nécessaires, pouvant également contribuer aux économies d'énergie. La conformité aux normes du secteur et aux réglementations de sécurité est maintenue grâce à des contrôles périodiques et une documentation approfondie fournit des informations précieuses sur l'état du système au fil du temps.
En maintenant le système en bon état et en traitant rapidement l'usure, les services récurrents peuvent réduire le besoin de réparations ou de remplacements coûteux.
6. Pièces de rechange
Disposer de pièces de rechange facilement disponibles permet une résolution rapide des problèmes, minimise les temps d'arrêt et maintien des opérations continues de votre site. Grâce à la couverture mondiale de service Vertiv et environ 4 000 techniciens, les problèmes peuvent être résolus rapidement. Le réseau étendu réduit les délais et prévient les perturbations opérationnelles, permettant une action immédiate et évitant les périodes prolongées de puissance de refroidissement réduite.
Réaliser un inventaire de pièces de rechange élimine également le besoin de réparations d'urgence ou d'expédition accélérée.
7. Surveillance numérique des actifs
Les solutions de refroidissement liquide deviennent rapidement essentielles pour maintenir des performances optimales dans les applications à haute densité d'aujourd'hui. En conséquence, la surveillance et le contrôle en temps réel sont devenus plus importants que jamais, nécessitant des services numériques capables de collecter et d'analyser de grandes quantités de données à haute fréquence. Ces capacités posent les bases de la maintenance conditionnelle (CBM), où les activités de maintenance sont déclenchées par les données d’état de santé et d'utilisation des équipements plutôt que par des calendriers fixes.
Ces services numériques sont critiques pour maintenir la disponibilité et protéger l'équipement dans des environnements où même de petits écarts de température, de débit ou de pression peuvent entraîner une dégradation des performances, voire des défaillances système dans le pire des cas. En intégrant des données haute résolution, une surveillance avancée et des analyses basées sur l'IA/ML, les solutions de surveillance numérique des actifs permettent des stratégies de maintenance conditionnelle. Ainsi, les opérateurs peuvent intervenir au bon moment avec des actions ciblées, prolongeant la durée de vie des composants de refroidissement critiques et permettant un fonctionnement continu et optimisé des environnements informatiques haute performance.
Explorer les options de refroidissement liquide
Plusieurs technologies de refroidissement liquide sont disponibles pour répondre aux besoins de refroidissement des racks à haute densité. Cependant, l'installation du refroidissement liquide peut être complexe. Les équipes des data centers voudront travailler avec un partenaire pour traiter les questions clés, telles que les exigences de plomberie, la distribution du refroidissement, les éléments de conception personnalisée, les stratégies d'atténuation des risques et l'architecture de solution des systèmes intégrés dans la boucle liquide.
Voici quelques options de refroidissement liquide à considérer :
Portes froides arrières :
Les portes froides arrières utilisent les propriétés de transfert thermique supérieures du liquide sans nécessiter un serveur refroidi par liquide. Les portes froides arrières passives ou actives remplacent la porte arrière du rack informatique par un échangeur de chaleur liquide. Dans les conceptions passives, les ventilateurs du serveur poussent l'air chaud à travers une bobine remplie de liquide à la place de la porte arrière, absorbant la chaleur avant qu'elle n'entre dans le data center. Les portes froides arrières passives utilisent des ventilateurs pour faire passer l'air à travers les bobines et éliminer la chaleur des racks à plus haute densité. Ces systèmes peuvent être utilisés aux côtés des systèmes de refroidissement par air.
Unités de distribution de liquide de refroidissement (CDU):
Les CDU sont une partie intégrante des systèmes de refroidissement liquide conçus pour augmenter l'efficacité globale du système et réduire le coût total de possession pour les applications à haute densité dans le data center. Les CDU fournissent un fluide précisément contrôlé aux équipements IT de haute densité et éliminent l'excès de chaleur du système. En agissant comme un pont entre l'infrastructure de refroidissement de l'installation et les serveurs refroidis par liquide, les CDU maintiennent des températures de fonctionnement optimales, empêchent la surchauffe et améliorent l'efficacité globale du processus de refroidissement.
- Liquide-Air : Les unités de refroidissement par air périphériques existantes restent des composants essentiels de l'infrastructure de refroidissement. Un réseau de fluide secondaire (SFN) allant du CDU aux racks fournit une puissance frigorifique optimale pour prendre en charge les serveurs refroidis par liquide. L'échangeur thermique liquide-air rejette ensuite la chaleur dans le data centers pour être capturée par l'infrastructure de refroidissement par air existante de la salle, s'intégrant parfaitement aux solutions de refroidissement existantes.
- Liquide-Liquide : Ce type de CDU utilise un échangeur thermique liquide-liquide afin de transférer la chaleur de l'équipement IT vers l’eau glacée fournie, qui rejette ensuite la chaleur à l'extérieur. Cela permet de soutenir efficacement des densités de rack supérieures et des conditions système optimales tout en offrant un déploiement facile et économique dans n'importe quel data center.
Les deux types de refroidissement comportent des filtres, une détection des fuites, une surveillance intelligente du débit et des alarmes système pour protéger l'équipement du data center.
Refroidissement par immersion
Le refroidissement par immersion immerge les serveurs dans un liquide conducteur, éliminant le besoin de refroidissement par air et de ventilateurs. Il existe des systèmes mono-phases et bi-phases. Dans le système mono-phase, les serveurs sont immergés dans un fluide conducteur, la chaleur étant éliminée par une unité de distribution de liquide de refroidissement (CDU). Le système bi-phase, pas encore disponible commercialement, utilise un fluide qui bout au contact des composants chauds, se transformant en vapeur qui est ensuite condensée en liquide.
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Options de refroidissement liquide pour les data centers
Les opérateurs de data centers évaluent les technologies de refroidissement liquide pour augmenter l'efficacité énergétique à mesure que les applications de calcul intensives en traitement se développent.
Déploiement du refroidissement liquide
En résumé, le refroidissement liquide offre une solution efficace pour gérer la chaleur dans les environnements informatiques à haute densité. Sa capacité à fournir un refroidissement constant à diverses températures offre des performances de refroidissement cohérentes, en faisant un choix convaincant pour les data centers modernes. Cependant, une mise en œuvre réussie exige plus que la technologie—elle requiert une approche globale.
Les Services de Refroidissement Liquide de Vertiv répondent à ce défi en offrant l'évaluation, la conception, l'installation, la maintenance en continue, ainsi que la gestion des fluides et numérique permettant une disponibilité et des performances optimales, en conformité aux normes d'efficacité mondiales pour des data centers prospères.
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