Devido aos avanços em computação de alto desempenho (HPC), streaming, aprendizado de máquina e IA, estamos vivendo um momento de convergência tecnológica. Há uma década, os racks de TI consumiam entre 5 e 10 kW; alguns consumiam apenas 1 kW. Esta faixa permaneceu inalterada por muito tempo. No entanto, o desenvolvimento de chips de alto desempenho e arquiteturas específicas para IA levou a sistemas mais potentes e densos, fazendo com que os racks possam agora facilmente exceder 100 kW com um consumo de energia entre 400 e 600 watts. Este avanço traz consigo um desafio fundamental: dissipar o calor gerado por estes sistemas.
Estes novos chips modernos, incluindo os aceleradores de IA como GPUs e TPUs, não podem transferir seu calor de maneira efetiva devido a que geram densidades térmicas extremamente altas e operam a temperaturas que superam as capacidades dos métodos convencionais de resfriamento por ar. A saída de calor pode alcançar várias centenas de watts por centímetro quadrado, o que faz com que os dissipadores de calor e ventiladores tradicionais sejam inadequados para manter temperaturas operativas seguras. Isto tem aumentado a consideração e adoção de novas opções de resfriamento líquido, tecnologias que inerentemente dissipam o calor de maneira mais eficiente que os sistemas tradicionais de resfriamento por ar. O resfriamento líquido reduz o consumo de energia e melhora a disponibilidade de capacidade nos sistemas elétricos ao reduzir o uso de energia da infraestrutura de resfriamento em até 30%, minimizando o estrangulamento térmico (um mecanismo que reduz o rendimento de um processador para prevenir o superaquecimento) que afeta o desempenho, e permitindo implementações de maior densidade em centros de dados enquanto se mantêm condições operativas ótimas para os componentes de hardware.
Por que usar resfriamento líquido?
O resfriamento por ar foi suficiente durante muito tempo. No entanto, nesta nova era, o resfriamento líquido surgiu como uma solução necessária, com a água posicionada como a nova protagonista no resfriamento de centros de dados. No podcast de vídeo "What is next? with Vertiv", que pode escutar aqui, Diego Corceiro, gerente de engenharia mecânica na LZA, explicou que a água tem uma condutividade térmica significativamente maior que o ar, o que a faz um meio mais eficiente para dissipar o calor. À medida que as CPUs e GPUs se tornam mais densas e agregam mais potência de computação por rack, o espaço disponível para a entrada de ar se reduz e a circulação de ar por si só é insuficiente. Neste contexto, o resfriamento líquido, particularmente o sistema direto ao chip, no qual o fluido circula através de placas frias que distribuem o resfriamento através do chip, é uma solução efetiva para gerenciar estes novos componentes de alta carga térmica.
O resfriamento líquido oferece diversos benefícios, incluindo maior eficiência térmica através das capacidades superiores de transferência de calor da água, consumo reduzido de energia (menos ventiladores são necessários, então menos energia é usada para movimento do ar), alta escalabilidade modular (ideal para projetos que crescem em fases), menor footprint físico e melhor controle ambiental (sistemas mais silenciosos e energeticamente eficientes).
Embora a tecnologia de resfriamento líquido esteja avançando rapidamente, uma abordagem híbrida de resfriamento líquido e ar para o data center é atualmente a opção mais realista. Por enquanto, não é viável resfriar 100% de um data center com água na maioria dos casos. Na Vertiv, vemos uma combinação de algumas fileiras com racks de resfriamento líquido e outras com soluções tradicionais de ar, como Computer Room Air Conditioners (CRACs) ou Air Handling Units (AHUs), que são sistemas especializados para controle de temperatura e umidade em data centers.
Considerações para sua estratégia de resfriamento líquido
Se você é um novo investidor interessado em construir um data center robusto, sofisticado e seguro na região, conheça os passos essenciais e as melhores práticas para atender a estas novas demandas em nosso podcast de vídeo 'What's Next? with Vertiv:
- Estude o mercado. Quem serão seus clientes? Quais cargas eles manipularão? Sem essa clareza, sua infraestrutura pode se tornar obsoleta em apenas dois anos.
- Projete de forma inteligente. Com resfriamento líquido, você pode reduzir o número de racks necessários e concentrar a carga em um espaço menor. Isso lhe dá flexibilidade para começar pequeno e crescer ao longo do tempo. No entanto, você deve considerar a infraestrutura mecânica, elétrica e civil desde o início..
- Prepare-se para o futuro. Se seu objetivo é construir um site moderno, integre o resfriamento líquido desde o início. Isso inclui entender requisitos térmicos, condições do edifício, pontos de acesso, eficiência energética e mais.
- Entenda o cliente: Alguns só precisarão de resfriamento líquido em áreas específicas, enquanto o resto continuará operando com resfriamento a ar. A chave é calcular um período de retorno bem planejado para permitir um bom retorno sobre o investimento..
Se você tem um data center existente, ele também pode ser adaptado para computação de alta densidade. Não é apenas uma questão de instalar um tubo de água fria. Você também precisa avaliar o sistema de automação, infraestrutura elétrica, arquitetura civil, pontos de drenagem e carga estrutural no piso, entre outras questões. Não é um processo simples ou rápido, mas é viável. Este guia mostrará como implementá-lo.
Devido à explosão da IA, HPC, streaming e outros serviços, tenha em mente que a demanda continuará aumentando: O resfriamento líquido veio para ficar.
Na Vertiv, nossas equipes de produtos e serviços oferecem a expertise técnica para suportar toda a cadeia de gerenciamento térmico (resfriamento a ar, resfriamento líquido e rejeição de calor externa) e trem de força end-to-end. Podemos ajudá-lo a escolher os sistemas e componentes certos para suas necessidades. Também fornecemos monitoramento remoto, manutenção preventiva e serviços de solução de problemas para manter suas soluções de resfriamento líquido e energia funcionando com desempenho máximo.
