I data center entrano nell'era del raffreddamento a liquido

 

Attualmente, il 46% dell’elettricità utilizzata dai data center tipici è destinata al raffreddamento dell’aria.

 

Dell e Supermicro hanno affermato che utilizzando il raffreddamento a liquido direttamente sulle GPU all'interno del rack, possono ridurre di un terzo il consumo energetico del data center. I fornitori di rack hanno dichiarato a EE Times che, sostituendo le soluzioni di raffreddamento ad aria predominanti nei data center odierni, il raffreddamento a liquido consentirà agli operatori di concentrarsi maggiormente sull'informatica piuttosto che sul condizionamento dell'aria.

 

 

L’intelligenza artificiale sta guidando questa domanda. Mentre i data center iperscalabili di nuova costruzione in tutto il mondo iniziano a sottoporre a stress la rete elettrica, la prospettiva di una maggiore efficienza energetica segue l’esempio.

 

Dell e Supermicro sono fornitori chiave di rack raffreddati a liquido di fascia alta per data center e hanno aumentato la produzione per soddisfare i previsti aumenti della domanda. Supermicro riferisce di poter consegnare oltre 1,000 rack a livello globale ogni mese.

 

Il vicepresidente della tecnologia e dell'intelligenza artificiale di Supermicro, Vik Malyala, ha dichiarato a EE Times: "Possiamo anticipare le tecnologie che i nostri partner lanceranno, che si tratti di Intel, AMD o Nvidia, nonché di società di networking come Broadcom e Intel. Collaboriamo con loro e quindi rivedere le loro tabelle di marcia."

 

I produttori di GPU come Nvidia hanno creato progetti di riferimento per piastre fredde e dissipatori di calore, che Dell e Supermicro stanno adottando da vicino.

 

L'esperto di ingegneria Dell Tim Shedd ha dichiarato a EE Times: "Vogliamo garantire che tutti i prodotti che progettiamo siano supportati e supportati dai produttori di chip. Abbiamo aggiunto funzionalità proprietarie accumulate negli anni nel settore, come la tecnologia proprietaria di rilevamento delle perdite per proteggere i clienti e server."

 

Supermicro afferma che le sue soluzioni di raffreddamento includono informazioni proprietarie sui progetti delle piastre fredde. Malyala ha aggiunto che gli operatori dei data center sono riluttanti ad abbandonare la dipendenza dal raffreddamento ad aria, ma si aspetta che questa situazione cambi.

 

"Con l'aumento delle implementazioni dei data center, sappiamo che l'efficienza diventerà un fattore critico", ha affermato Malyala. "Il consumo energetico è un incubo."

 

Dell stima che il 46% dell'energia utilizzata da un tipico data center sia destinata al raffreddamento dell'aria. Shedd ha dichiarato: "Implementando il raffreddamento a liquido, possiamo ridurre il consumo di energia al 10% o meno senza la necessità di installare piastre fredde su tutto, ma piuttosto utilizzando tecnologie miste intelligenti: solo raffreddamento ad aria e liquido". Ha aggiunto che la chiave per ridurre il consumo energetico è ridurre al minimo il numero di compressori d'aria nel data center.

 

Oggi, la maggior parte dei data center utilizza l'aria soffiata dal perimetro della struttura verso i server, con ventole sui server che forniscono un raffreddamento aggiuntivo.

 

"Ho bisogno di acqua relativamente fredda, in genere intorno ai 45 gradi F, per raffreddare adeguatamente l'aria", ha detto Shedd. "Ciò significa che ho bisogno di compressori e sistemi di refrigerazione per raffreddare l'acqua per gran parte dell'anno. Con il raffreddamento a liquido, per le sezioni del data center che utilizzano piastre fredde e raffreddamento a liquido, in genere posso raffreddare con acqua a 90 gradi F o addirittura 100 gradi F . Ora, nella maggior parte delle condizioni climatiche, quasi non ho bisogno dei compressori, con un conseguente notevole risparmio energetico."

 

La società di ricerche di mercato Dell'Oro ha riferito a luglio che il raffreddamento a liquido sta passando da un mercato di nicchia a un business mainstream, con un valore che dovrebbe raggiungere i 15 miliardi di dollari entro il 2030 a causa della crescente domanda di gestione termica.

 

 

I Le spedizioni di sistemi di raffreddamento a liquido dovrebbero crescere del 20%

 

Malyala ha indicato che Supermicro prevede quest’anno un tasso di crescita delle spedizioni di almeno il 20% per i sistemi che supportano l’infrastruttura AI, compreso il raffreddamento a liquido. Ha osservato: "Stiamo esaminando molti data center e ci rendiamo conto che molti di loro funzionano con efficienze estremamente basse perché coloro che costruiscono l'infrastruttura non sono quelli che pagano per il raffreddamento".

Shedd ha sottolineato che la domanda è guidata dai progressi nelle GPU da 1,000-watt e dalle esigenze dell'intelligenza artificiale che potrebbero non essere ovvie. "Dobbiamo portare l'intelligenza artificiale nei dati piuttosto che portare i dati alla potenza di elaborazione. Non voglio necessariamente inviare dati al cloud per motivi di sicurezza. I governi non vogliono inviare i propri dati, soprattutto sensibili, elaborati, e dati preziosi. Non è un data center con 10,000 GPU;

 

Dell ha identificato casi d'uso per il raffreddamento a liquido in nuove aree. "In precedenza ci concentravamo principalmente sul calcolo ad alte prestazioni e su settori commerciali verticali specifici come il settore bancario e altri campi che richiedevano un'elaborazione intensiva", ha spiegato Shedd. "Ora vediamo casi d'uso perfezionati in un rack in una fabbrica in cui si desidera raccogliere dati dalla linea di produzione in tempo reale, elaborare i dati e prendere decisioni. Ciò potrebbe richiedere l'uso del raffreddamento a liquido in quel rack."

 

Malyala ha osservato che la sicurezza dei dispositivi edge è un business sempre più importante per i fornitori di rack raffreddati a liquido. "Stiamo parlando di ogni telefono che abbiamo", ha detto. "Come possiamo proteggerli efficacemente nelle ex sedi centrali? Il rilevamento e la protezione delle minacce in tempo reale stanno avvenendo e si stanno spostando verso l'edge."

 

 

IISpegnimento dell'aria condizionata

 

Convertendo i data center e persino i rack al raffreddamento a liquido, gli operatori dovrebbero essere in grado di "spegnere l'aria condizionata o almeno gestirla in modo più efficiente", ha affermato Malyala. "Si parla di un risparmio energetico del 40%. Ciò significa essenzialmente che è possibile posizionare il 40% in più di infrastrutture nello stesso spazio."

 

Dell considera inoltre il risparmio energetico derivante dal raffreddamento a liquido come un modo per vendere più rack ai clienti e migliorare la densità di elaborazione del data center.

 

Gli effetti del risparmio energetico potrebbero espandersi ulteriormente. Il fornitore di Singapore Sustainable Metal Cloud ha dichiarato ad agosto che la sua tecnologia di raffreddamento a immersione ha costi di installazione inferiori del 28% rispetto alle soluzioni liquide, con un potenziale risparmio energetico fino al 50%.

 

L'installazione del raffreddamento a liquido nei data center esistenti richiede modifiche significative alle strutture, il che è qualcosa che i clienti trovano scoraggiante. "Per quanto riguarda i clienti, dobbiamo soddisfare le loro esigenze in base alle loro situazioni reali", ha affermato Shedd. "Alcuni clienti attualmente non possono implementare il raffreddamento a liquido. Installare tutte le tubazioni e gli impianti idraulici è semplicemente troppo complicato. Quindi collaboriamo con loro per migliorare continuamente l'efficienza delle ventole dei server. Ci impegniamo per consentire ai clienti di operare a temperature più elevate in modo che possano ridurre la dipendenza dai compressori. "

 

Dell prevede ulteriori innovazioni nel raffreddamento a liquido. Le densità termiche dei futuri processori supereranno quelle di un cannello a gas. Il direttore operativo Jeff Clarke ha menzionato in un blog di LinkedIn a settembre che Dell sta riprogettando le piastre fredde per gestire le funzioni più impegnative del processore senza compromettere l'efficienza energetica del data center. Ha dichiarato: "Stiamo costruendo nuovi rack integrati per il futuro, in modo che ciascun rack possa gestire oltre 400 kW di potenza e raffreddamento".