Según las
previsiones de Stratistics MRC, para 2023 el mercado de tecnologías de refrigeración por agua en el centro de datos alcanzará los 4.550 millones de dólares. Bajo el corte, entendemos las razones de la creciente demanda de tales desarrollos y hablamos de las tecnologías en sí mismas que se están desarrollando en esta área.
/ foto Rolf Brink CC / Sistema de enfriamiento por inmersiónUna de las razones del crecimiento del mercado es un aumento en el volumen de datos procesados.
Según la investigación de IDC , para 2025, la cantidad de datos generados por la humanidad será de 163 zettabytes. Con el crecimiento de los volúmenes de datos, la carga en los servidores en los centros de datos también está creciendo, especialmente en aquellos que se dedican a la informática de alto rendimiento (HPC). Las instalaciones de aire convencionales ya no son suficientes para enfriar tales sistemas.
Por ejemplo, para enfriar
los procesadores de tensor de Google (TPU), que son afilados por TensorFlow, el gigante de TI
tuvo que usar agua por primera vez. Debido al hecho de que la nueva generación de procesadores (TPU 3.0)
se distingue por su potencia y alto consumo de energía, la refrigeración por aire resultó ser inaplicable para ellos.
¿Por qué el enfriamiento por aire es inferior al enfriamiento por agua?
Clive Longbottom, director de servicio de Quocirca, una compañía analítica,
señala que el aire no es tan bueno como un refrigerante: en comparación con el agua, elimina el calor del equipo de 50 a 1000 veces peor.
Además, las unidades de enfriamiento de aire tradicionales ocupan más espacio y consumen más energía. Y esto afecta las facturas de electricidad. Por lo tanto, en las salas de máquinas de los centros de datos, donde la densidad de los equipos aumenta constantemente, no resulta rentable utilizar aire para enfriar. Por esta razón, los ventiladores en el centro de datos de la Agencia de Seguridad Nacional de EE. UU.
Fueron reemplazados por un sistema de enfriamiento por inmersión (escribimos sobre otras soluciones alternativas en una de las
publicaciones ).
Vali Sorell, presidente de Sorell Engineering, una empresa de ingeniería de edificios y servicios públicos, y Mark Hourican, socio gerente de Syska Hennessy Group, una empresa de consultoría,
creen que la industria del centro de datos no está lista para asumir y abandonar por completo de "invertir en aire" y cambiar completamente a refrigeración por agua. En este caso, tendrá que reconstruir completamente toda la infraestructura del centro de datos, lo cual es bastante costoso.
Sin embargo, las empresas que tienen que trabajar con cargas pesadas ya están desarrollando y utilizando sistemas de refrigeración líquida.
Acerca de las tecnologías de refrigeración líquida del centro de datos
Enfriamiento por inmersión. Una de las muchas tecnologías de enfriamiento líquido es el
enfriamiento por inmersión (del que ya
hablamos en el blog ). La tecnología implica la inmersión completa de los equipos en un entorno petrolero especial. La principal ventaja de la tecnología es que el aceite tiene una mayor conductividad térmica en comparación con el aire. Esto ayuda al sistema a absorber el calor de manera más eficiente y a eliminar el exceso de calor.
En 2015, Horizon Computing introdujo el sistema de enfriamiento por inmersión: la compañía desarrolló una
caja especial para servidores que está llena de aceite mineral. El diseño de la caja mantiene la temperatura óptima del equipo por convección. Tal "contenedor" puede funcionar en la calle sin aire acondicionado, y el bajo costo de fabricación y el diseño simple de la caja le permiten usarlo sin cambiar la infraestructura del centro de datos.
Refrigeración indirecta de líquidos. Esta tecnología ya se está
utilizando en los centros de datos de Facebook: a principios de junio, la compañía demostró cómo el nuevo sistema de enfriamiento hacía que los centros de datos de Carolina del Norte fueran más eficientes energéticamente.
representantes de Facebook dicen que en algunos centros de datos utilizan la freecooling no es posible debido a las duras condiciones ambientales y los altos niveles de contaminación del aire (con este problema, por ejemplo,
que luchaban en China). Por lo tanto, la compañía decidió desarrollar un sistema indirecto de refrigeración líquida.
El sistema
se basa
en tecnología de enfriamiento
por evaporación. El agua para el sistema se enfría en un intercambiador de calor especial, que se evapora a través de una capa de membrana especial. Luego enfría el aire dentro del centro de datos, mientras mantiene la temperatura óptima del servidor (el esquema de la tecnología se puede encontrar
en la publicación del blog de Facebook ).
Las pruebas del sistema
mostraron que puede reducir el consumo de agua en el centro de datos en un 20% (en lugares con clima cálido y húmedo) y en un 90% (en climas templados y fríos).
/ photo poolie CCIntercambiadores de calor en la parte posterior del bastidor del servidor. En este caso, el agua enfriada fluye directamente a la rejilla del equipo, eliminando el exceso de calor. Lenovo
utiliza esta tecnología en su proyecto Neptune: el 30% de los clientes de la compañía ya
usan intercambiadores de calor para sus sistemas HPC.
Además del intercambiador de calor mencionado, el proyecto Neptune incluye un módulo de transferencia térmica y un sistema de enfriamiento directo al nodo.
El módulo
usa líquido de un tanque de absorción de calor para mover el exceso de calor del procesador a través de tubos especiales al área con aire enrarecido. El sistema es de tamaño compacto, por lo tanto, le permite reducir el zumbido tradicional en la sala de servidores. Y el sistema de enfriamiento directo
entrega agua fría directamente a la unidad y "elimina" el exceso de calor de los componentes clave del sistema.
El futuro de la tecnología de refrigeración por agua.
Según los expertos de la industria Sorell y Khuriken, el enfriamiento por aire dará paso al agua por completo cuando no sea rentable o sea imposible de usar (por ejemplo, debido a las limitaciones físicas de los centros de datos). Sin embargo, los expertos predicen que la transición no será única. Primero, las tecnologías híbridas se extenderán (por ejemplo, sistemas basados en
enfriadores evaporativos , como en Facebook), y luego se realizará una transición al enfriamiento directo con agua.
El Lenovo también
espera que el uso de agua de refrigeración irá más allá de HPC-sistemas y va a ser popular entre los centros de datos común. Para esto, la compañía trabajará para reducir el costo de su implementación. Su objetivo es hacer que los sistemas de enfriamiento de agua sean más baratos y asequibles para las empresas comunes.
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