Probabilmente sei già a conoscenza del crescente interesse e del dibattito nel settore sull'intelligenza artificiale generativa (AI) e del suo impatto sull'industria dei data center.
Forse hai letto un articolo sull'argomento o consultato le esigenze infrastrutturali dell'AI descritte nell'edizione del 17 aprile 2023 della rivista DCD. L’ondata di domanda che probabilmente genererà l’AI spingerà le densità di calcolo ancora oltre quanto previsto.
Poiché l'intelligenza artificiale richiede una notevole potenza di calcolo, il consumo energetico della prossima generazione di hardware produrrà a sua volta enormi quantità di calore. Questo calore causa problemi di prestazioni e può portare al guasto dell'hardware IT se non viene mantenuto entro i limiti operativi di raffreddamento.
Per i team che gestiscono strutture e stanno implementando soluzioni ad alta densità per tecnologie emergenti, che si tratti di AI o di streaming e gaming a bassa latenza, affrontare la sfida della gestione termica è fondamentale.
Quando si analizzano le infrastrutture necessarie per implementare le capacità di calcolo ad alte prestazioni richieste dall'AI generativa, emerge chiaramente come i sistemi di raffreddamento a liquido rappresentino la soluzione più efficace per gestire il problema dell'elevata generazione di calore che i sistemi di raffreddamento ad aria non riescono a controllare in modo efficiente.
Secondo il Gruppo Dell’Oro, il fatturato del mercato del raffreddamento a liquido raggiungerà quasi 2 miliardi di dollari entro il 2027, con un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 60% tra il 2020 e il 2027, grazie all'adozione crescente di servizi cloud, intelligenza artificiale per analisi avanzate e processi decisionali automatizzati, oltre ad applicazioni blockchain e criptovalute.
Con l'AI ormai diventata un argomento di interesse anche per il consumatore medio, le aziende che desiderano integrare tecnologie emergenti nelle proprie attività trarranno vantaggio dall'analizzare le opzioni di raffreddamento a liquido disponibili oggi e in grado di supportare la crescita futura.
L'implementazione di sistemi di raffreddamento a liquido per dispositivi di elaborazione AI richiede l'adozione di rack innovativi progettati specificamente per ospitare e gestire in modo efficiente l'infrastruttura di raffreddamento. Questi sistemi rack sono in genere dotati di soluzioni come uno scambiatore di calore sulla porta posteriore (RDHx).
Senza occupare ulteriore spazio nel data center, un RDHx rappresenta un'ottima soluzione per introdurre un'architettura di raffreddamento a liquido senza dover riprogettare completamente l'intero ambiente tecnico.
Questi scambiatori di calore sono offerti in configurazioni che utilizzano diversi mezzi di raffreddamento: a base di refrigerante, acqua refrigerata e glicole; ogni mezzo di raffreddamento ha le proprie rispettive differenze di prestazioni.
I refrigeranti offrono un'eccellente conducibilità termica, consentendo una rimozione efficace del calore dai componenti e migliorando così l'efficienza di raffreddamento. Possiedono inoltre un'elevata capacità termica, che permette di assorbire grandi quantità di calore prima della saturazione, garantendo prestazioni costanti anche sotto carichi elevati.
I sistemi ad acqua refrigerata offrono elevata scalabilità e possono essere progettati per gestire carichi termici variabili e futuri ampliamenti. Inoltre, possono sfruttare infrastrutture già esistenti, come torri di raffreddamento o scambiatori di calore, generando risparmi economici e una maggiore efficienza energetica.
Il glicole possiede eccellenti proprietà di trasferimento termico che gli consentono di assorbire e dissipare efficacemente il calore dai componenti. Inoltre, presenta un punto di ebollizione superiore a quello dell'acqua, riducendo il rischio di evaporazione del liquido refrigerante e di surriscaldamento del sistema.
I sistemi RDHx possono inoltre impiegare ventilatori passivi o attivi per convogliare l'aria attraverso le serpentine di scambio termico.
L'introduzione di questa tecnologia offre anche una soluzione di raffreddamento "room-neutral", nella quale l'aria in uscita dallo scambiatore mantiene una temperatura prossima a quella ambiente, riducendo il carico sui sistemi perimetrali di climatizzazione.
Un RDHx rappresenta quindi una soluzione ideale per introdurre rack ad alta densità in un data center che intende adottare gradualmente il raffreddamento a liquido. L'installazione di una porta posteriore passiva oggi può facilitare il passaggio a densità superiori in futuro.
Le soluzioni RDHx offrono anche un gateway per il raffreddamento a liquido, ma molte organizzazioni stanno cercando una soluzione più mirata per i loro cluster. Quando si esaminano le opzioni di configurazione per un’implementazione di raffreddamento a liquido non retroinstallato, l’attenzione si concentra su due approcci principali: raffreddamento a immersione e raffreddamento diretto su chip.
Il raffreddamento a liquido diretto su chip prevede un design incentrato sull’accoppiamento diretto di una piastra di raffreddamento ai componenti ad alto calore, alla CPU, alla GPU e in alcuni casi ai moduli di memoria e agli alimentatori.
Le cold plate vengono montate direttamente sopra i componenti e trasferiscono il calore tramite fluidi monofase o bifase. Questa tecnologia è in grado di rimuovere circa il 70-75% del calore totale generato dal rack, lasciando il restante 25-30% da gestire con sistemi di raffreddamento ad aria.
Il raffreddamento a immersione è un’altra versione della tecnologia di raffreddamento a liquido che può rimuovere il 100% del calore dal liquido. Esistono complessità quando si tratta di fluidi dielettrici ed è un approccio di raffreddamento radicalmente diverso rispetto al tradizionale metodo di raffreddamento ad aria che i team operativi possono gestire.
Raffreddamento a liquido rispetto al raffreddamento ad aria: Come si stanno evolvendo i sistemi di thermal management
Naturalmente ci sono alcune sfide associate al raffreddamento a liquido. La preoccupazione principale è il rischio di perdite o altri guasti che potrebbero causare danni all’hardware. Tuttavia, attraverso una progettazione accurata e un'implementazione ben pianificata, tali rischi possono essere ridotti al minimo, consentendo di sfruttare pienamente i vantaggi della tecnologia.
Gli operatori di data center devono essere pronti ad adottare il raffreddamento a liquido per rimanere competitivi nell'era dell'intelligenza artificiale generativa. I vantaggi del raffreddamento a liquido, come la maggiore efficienza, la maggiore densità dei rack e le migliori prestazioni di raffreddamento, ne fanno un approccio essenziale per le organizzazioni che desiderano incorporare tecnologie all’avanguardia e soddisfare le esigenze di raffreddamento dei carichi di lavoro ad alta densità risultanti.
Per approfondire le evoluzioni future del raffreddamento a liquido, è possibile consultare l’eBook sulla trasformazione del raffreddamento di DCD e Vertiv.
