Você provavelmente está ciente da agitação e das conversas na indústria sobre ingeligência artificail (IA) generativa e do impacto em nossa indústria de data centers.
Talvez você tenha lido um artigo sobre isso ou até mesmo lido detalhadamente sobre as demandas para a infraestrutura de IA descritas na edição de 17 de abril de 2023 da revista da DCD. A onda de demanda que a IA provavelmente gerará levará as densidades de computação para ainda mais além do que foi previsto.
Com a quantidade significativa de potência computacional que a IA exige, o consumo de energia da próxima geração de hardware, por sua vez, criará quantidades significativas de calor. Esse calor causa problemas de performance e pode levar à falha do hardware do dispositivo de TI se ele não for resfriado dentro dos limites para operação.
Para as equipes de operação de instalações que implementam soluções de alta densidade para qualquer tecnologia emergente, seja IA ou streaming e games de baixa latência, enfrentar o desafio do gerenciamento térmico é fundamental.
Ao analisar a infraestrutura necessária para implementar a computação de alta performance que a IA generativa exige, percebemos que os sistemas de resfriamento líquido oferecem um argumento convincente como a melhor solução para resolver o problema de grande calor que o resfriamento a ar não consegue gerenciar com eficiência.
De acordo com o Dell’Oro Group, a receita do mercado de resfriamento líquido se aproximará de US$ 2 bilhões até 2027, com um CAGR de 60% entre os anos de 2020 a 2027, à medida que as organizações adotam mais serviços na nuvem e usam a inteligência artificial (IA) para potencializar análises avançadas e a tomada de decisão automatizada e para habilitar aplicações de blockchain e criptomoedas.
Com a IA sendo agora um trending topic entre o consumidor comum, as empresas que buscam incluir tecnologias emergentes em suas operações se beneficiarão da revisão das opções de resfriamento líquido disponíveis hoje e que podem ser escaladas para o futuro.
A implementação de resfriamento líquido para dispositivos de computação de IA requer a adoção de sistemas de rack inovadores projetados especificamente para acomodar e gerenciar com eficiência a infraestrutura de resfriamento líquido. Esses sistemas de rack são normalmente equipados com soluções como um trocador de calor da porta traseira (RDHx).
Ocupando zero espaço útil adicional no data center, um RDHx é uma ótima opção para introduzir a arquitetura de resfriamento líquido no data center sem reformar todo o espaço de produção (white space).
Esses trocadores de calor são oferecidos em configurações usando diferentes meios de resfriamento: à base de refrigerante, água gelada e glicol, e cada meio de resfriamento tem suas próprias diferenças de performance.
Meios à base de refrigerante têm excelente condutividade térmica, permitindo que transfiram calor de forma eficaz para longe dos componentes, resultando em melhor eficiência de resfriamento. Eles também têm uma alta capacidade térmica, o que significa que podem absorver grandes quantidades de calor antes de atingir a saturação, garantindo um desempenho de resfriamento consistente mesmo sob cargas de trabalho pesadas.
Os sistemas a água gelada também oferecem escalabilidade, pois podem ser projetados para lidar com cargas de calor variáveis e acomodar futuras expansões. Além disso, os sistemas à base de água gelada podem aproveitar a infraestrutura existente, como torres de resfriamento ou trocadores de calor, resultando em economia de custos e maior eficiência energética.
O glicol tem excelentes propriedades de transferência de calor, permitindo que ele absorva e dissipe eficientemente o calor dos componentes com os quais entra em contato. Além disso, o glicol tem um ponto de ebulição mais alto em comparação com a água, reduzindo o risco de evaporação do líquido refrigerante e de superaquecimento do sistema.
Adicionalmente, a configuração para um RDHx usará ventiladores de resfriamento tanto passivos como ativos para puxar o ar através da serpentina trocadora de calor.
A introdução dessa tecnologia no data center também oferece uma “solução de resfriamento neutra em relação a sala”, o que significa que a temperatura do ar que sai do RDHx está próxima da temperatura ambiente, colocando menos pressão em suas unidades de resfriamento perimetrais.
Um RDHx é uma ótima solução para adicionar racks de maior densidade em um cenário de data center que busca escalar para o resfriamento líquido. Começar com uma porta traseira passiva hoje pode ajudá-lo a escalar para o amanhã quando suas densidades aumentarem.
As soluções de RDHx também oferecem uma porta de entrada para o resfriamento líquido, mas muitas organizações estão procurando uma solução mais focada para seus clusters. Ao analisar as opções de configuração para uma implementação de resfriamento líquido que não é um retrofit, o foco recai sobre duas abordagens principais: resfriamento por imersão e refriamento direto ao chip.
O resfriamento líquido direto ao chip envolve um design focado no acoplamento direto de uma placa fria (cold plate) aos componentes de alto calor, CPUs, GPUs e, em alguns casos, módulos de memória e fontes de alimentação.
Placas frias (cold plates) diretas ao chip ficam em cima dos componentes geradores de calor da placa para retirar o calor através de placas frias de uma etapa ou fluidos de duas etapas. Essas tecnologias de resfriamento podem remover cerca de 70-75 por cento do calor gerado por todos os equipamentos no rack, deixando de 25-30 por cento que podem ser prontamente removidos através de sistemas de resfriamento a ar.
O resfriamento por imersão é outra versão da tecnologia de resfriamento líquido que pode remover 100% do calor para o líquido. Há complexidades ao lidar com fluidos dielétricos e é uma abordagem de resfriamento radicalmente diferente do método tradicional de resfriamento a ar para as equipes operacionais gerenciarem.
Resfriamento líquido versus resfriamento a ar: Como os sistemas de gerenciamento térmico estão evoluindo
Há, é claro, alguns desafios associados ao resfriamento líquido. A principal preocupação é o risco de vazamentos ou outras falhas que possam causar danos ao hardware crítico. No entanto, com um projeto cuidadoso e uma implementação bem pensada, esses riscos podem ser minimizados e os benefícios do resfriamento líquido podem ser aproveitados de forma eficaz.
Os operadores de data centers devem estar prontos para recorrer ao resfriamento líquido para permanecer competitivos na era da IA generativa. Os benefícios do resfriamento líquido, como possibillitar uma maior eficiência, maior densidade no rack e melhor performance do resfriamento, fazem dele uma abordagem essencial para organizações que desejam incorporar tecnologias de ponta e atender às necessidades de resfriamento das cargas de trabalho de alta densidade resultantes.
Para saber o que vem a seguir em resfriamento líquido, leia o e-Book A Transformação do Resfriamento da DCD e da Vertiv.
