El cambio climático y los chips de energía estimulan la tendencia de los servidores sumergibles

El deseo de opciones de centros de datos sostenibles y una ola de calor causada por chips de computadora cada vez más potentes están impulsando la adopción de sistemas que enfrían las computadoras sumergiéndolas en fluidos.

Al operar un bastidor de servidor sumergido en un fluido especial, el calor se puede eliminar pasivamente del hardware al fluido, bombearse a un intercambiador de calor y luego regresar a la computadora una vez que se elimina el calor.

"Los líquidos que utilizamos no son tóxicos, son biodegradables, no se evaporan y están diseñados para durar 15 años o más", explicó Gregg Primm, vicepresidente de marketing global de GRC, un proveedor de productos de inmersión. tecnología de refrigeración.

"Los fluidos son aproximadamente 1200 veces más eficientes para eliminar el calor que el aire", dijo a TechNewsWorld. "El aire es en realidad un mal medio de intercambio de calor".

"Es necesario realizar algunos cambios bastante pequeños, como quitar ventiladores de aire y modificar los disipadores de calor, para que los sistemas se comporten mejor en líquido, pero por lo demás, es lo mismo que un servidor enfriado por aire", dijo.

Aunque los fluidos más utilizados son a base de petróleo, añadió, están empezando a aparecer en el mercado fluidos a base de aceite vegetal.

Enfriamiento de chips calientes

Abhijit Sunil, analista senior de Forrester Research, señaló que la refrigeración líquida está adquiriendo protagonismo ahora debido a las necesidades energéticas de los microchips.

"Las CPU y GPU modernas consumen una enorme energía y esto, a su vez, presiona a los centros de datos para que tengan técnicas de enfriamiento efectivas", dijo a TechNewsWorld.

"Desviar energía a técnicas de refrigeración aumenta el PUE de los centros de datos", continuó. “Por tanto, son importantes técnicas de enfriamiento más efectivas. Esto es especialmente cierto en los centros de datos creados para manejar cargas de trabajo especializadas como AI/ML”.

La eficacia del uso de energía (PUE) es una métrica que se utiliza para medir la eficiencia energética de un centro de datos. El PUE se determina dividiendo la cantidad total de energía que ingresa a un centro de datos por la energía utilizada para hacer funcionar el equipo de TI dentro de él.

"La energía que consumen las GPU y CPU ahora está creciendo muy, muy rápido", añadió Primm. “Los sistemas típicos son de 400 vatios. Algunos sistemas están empezando a producir 700 vatios”.

"Estas cosas consumen una enorme cantidad de energía y, como resultado, producen una enorme cantidad de calor", explicó. “Estamos llegando al punto en que el aire ya no puede enfriar estos chips. No se puede enfriar el aire lo suficiente y moverlo lo suficientemente rápido como para enfriar los sistemas que generan tanto calor. Por tanto, la refrigeración líquida es la única opción”.

"Hemos escuchado de la mayoría de los principales proveedores de infraestructura que invertir en refrigeración líquida es una estrategia importante para ellos en el futuro", añadió Sunil. "También hemos escuchado a los operadores de centros de datos hablar sobre la importancia de invertir en refrigeración líquida".

Colocar fuera del centro de datos

Sin embargo, algunos tecnólogos creen que el enfriamiento por inmersión se puede utilizar mejor fuera del centro de datos.

"En general, el enfriamiento por inmersión no es tan efectivo en un centro de datos como otras tecnologías de enfriamiento más específicas, como el enfriamiento por agua tibia", observó Rob Enderle, presidente y analista principal de Enderle Group, una firma de servicios de asesoría en Bend, Oregon.

"Sin embargo, para servidores distribuidos fuera de un centro de datos, es mejor porque protege el servidor de interferencias físicas y problemas ambientales, y es particularmente ideal en entornos muy hostiles", dijo a TechNewsWorld.

"Los centros de datos suelen estar aislados y equipados para enfriar servidores, por lo que pasar a la inmersión es generalmente excesivo", dijo. "Es donde no tienes un centro de datos donde esta tecnología realmente brilla".

Los analistas de Gartner, Jeffrey Hewitt y Philip Dawson, llegaron a una conclusión similar sobre el enfriamiento por inmersión en el informe “Hype Cycle for Edge Computing” de la empresa de tecnología y asesoría para 2022.

"Los sistemas refrigerados por inmersión son más pequeños, más silenciosos y más eficientes que los sistemas de bastidor tradicionales", escribieron Hewitt y Dawson. "Lo más probable es que su valor inicial provenga de fuera del centro de datos, donde permiten una mayor densidad informática con mayor eficiencia energética y menor ruido".

"Aunque el coste de capital del sistema suele ser mayor debido a la infraestructura mecánica y de refrigeración involucrada, hay entornos en los que estos sistemas superan a cualquier alternativa", agregaron.

Desafíos de mantenimiento

Hewlett y Dawson también señalaron que el enfriamiento por inmersión permite que los servidores periféricos funcionen en ubicaciones hostiles.

Los nodos de computación de borde de mediana escala o los nodos de telecomunicaciones inalámbricas a menudo operan bajo las limitaciones térmicas, espaciales y de energía de un búnker, poste o armario de servidor remoto, explicaron. Estas eficiencias de espacio y energía también benefician a los centros de datos móviles a bordo de barcos o camiones.

Agregaron que estos sistemas representan una solución práctica local para ciertas tareas de supercomputación a pequeña escala centradas en GPU. El aislamiento de los componentes también facilita su uso en lugares con altos niveles de partículas contaminantes, como el polvo.

A pesar de sus ventajas, el mantenimiento de los sistemas de refrigeración por inmersión puede resultar complicado. "Es necesario capacitar a las personas que dan servicio a las computadoras, construir drenajes para las fugas de refrigerante y proporcionar equipo de protección especial para que los trabajadores puedan trabajar con el refrigerante", dijo Enderle.

Añadió que el refrigerante no es conductor, por lo que no se aplican las preocupaciones típicas sobre los equipos eléctricos y el agua. "Sin embargo", continuó, "hay que evitar contaminar el refrigerante o crear una fuga importante".

Enderle también señaló que es posible que sea necesario colocar los intercambiadores de calor para el refrigerante fuera del edificio que alberga el sistema o aumentar la capacidad de HVAC dentro del edificio para manejar el calor adicional. De lo contrario, la instalación podría calentarse demasiado.

Resistencia institucional

Primm señaló que los sistemas de enfriamiento por inmersión también pueden enfrentar desafíos institucionales. "Los operadores y diseñadores de centros de datos son muy reacios al cambio", afirmó. "Para la mayoría de las personas, esta es una nueva forma de hacer algo que estaban acostumbrados a hacer de otra manera".

"En lo que los operadores y diseñadores de centros de datos son verdaderamente expertos es en el manejo del aire", continuó. “Tuvieron que desarrollar una enorme habilidad para enfriar el aire, moverlo más allá de los componentes calientes y sacarlo del centro de datos para garantizar la disponibilidad y confiabilidad del centro de datos. Cambiar totalmente esa infraestructura a algo que elimine eso crea un tipo de miedo a lo nuevo”.

"Una de las cosas más importantes es que muchos operadores de centros de datos realizan una enorme inversión en su infraestructura refrigerada por aire y quieren aprovecharla al máximo durante el mayor tiempo posible", añadió.

Según Forrester, las tecnologías de la información pueden ser una fuente importante de emisiones de carbono. Si bien entre el 2% y el 4% del uso mundial de energía puede no parecer mucho en comparación con otras fuentes de demanda de energía, puede ser una cantidad notable dependiendo del país y la industria, señaló. Por ejemplo, el uso de energía de los centros de datos representa el 14% del uso de electricidad de Irlanda.

"La sostenibilidad se está convirtiendo en un factor decisivo para las personas", dijo Primm. "Quieren reducir su huella de carbono y una de las formas más rápidas de hacerlo en el centro de datos es eliminar la refrigeración por aire tanto como sea posible".