Data centre e infrastrutture per l’IA
Decidere il raffreddamento a liquido in base a ciò che richiede l'apparecchiatura e all'aria che può rimuovere, non in base a una soglia universale.
Il raffreddamento a liquido è una questione di apparecchiature specifiche in una stanza specifica; nessuna densità di rack universale lo risolve. Un data center AI ne ha bisogno quando l'apparecchiatura acquistata lo richiede, o quando una valutazione adeguata mostra che l'aria non può rimuovere il calore nelle posizioni disponibili sui rack, o può farlo solo con penalità inaccettabili in termini di energia, spazio o rumore.
Ciò che è cambiato è il senso di marcia. Il comitato dei data center di ASHRAE, TC 9.9, ha avvertito in un white paper del 2021 che l'aumento della potenza dei chip sta rendendo più difficile sostenere il raffreddamento ad aria e ad acqua ad alta temperatura e ha raccomandato che qualsiasi futuro data center includa la capacità di aggiungere il raffreddamento a liquido. La guida alla progettazione 2024 del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti si basa su quel documento e osserva che i siti di elaborazione ad alte prestazioni hanno adottato presto il raffreddamento a liquido diretto a causa della densità dei rack. Rileva inoltre che ASHRAE ha introdotto una classe di raffreddamento ad aria, H1, per apparecchiature ad alta densità e consiglia agli operatori di considerare il raffreddamento a liquido diretto per i server ad alta densità.
Alcuni sistemi accelerati sono progettati per il raffreddamento ad aria. Altri sono offerti solo con raffreddamento a liquido, oppure in entrambe le varianti. Il modello esatto e la configurazione contano: il metodo di raffreddamento supportato, le temperature di ingresso o le condizioni di fornitura del liquido richieste e se la prossima generazione che potresti acquistare sarà la stessa. Una strategia di raffreddamento scelta per il server odierno può rivelarsi sbagliata per la sua sostituzione.
Una struttura può disporre di un ampio sistema di raffreddamento in totale e tuttavia non essere in grado di fornirlo a una manciata di rack densi. A parte la conversione in liquido, le consuete misure lato aria (contenimento, pannelli di chiusura, sigillatura delle aperture dei cavi, rack di distanziamento) possono risolvere un problema moderato. In caso contrario, il liquido diventa l'opzione realistica.
La guida DOE raggruppa il raffreddamento a liquido in tre classi.
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| Approccio | Come funziona | Implicazioni tipiche |
|---|---|---|
| Scambiatori di calore con porta posteriore o a stretto accoppiamento | Una batteria ad acqua nel rack (porta posteriore, in fila o sopraelevata) cattura il calore dall'aria vicino alla fonte | Funziona con server standard raffreddati ad aria; il liquido raggiunge il rack, non il server |
| Piastre fredde | Il liquido scorre attraverso le piastre dei processori e altri componenti caldi, solitamente tramite un'unità di distribuzione del refrigerante (CDU) | Il server deve essere progettato per questo; un po' di calore va ancora nell'aria |
| Immersione | I server sono immersi in un fluido non conduttivo, monofase o bifase | Rack diversi, procedure di movimentazione e manutenzione |
La guida tratta le piastre fredde e l'immersione come il raffreddamento a liquido diretto. Alcune soluzioni sono ibride, con parte del calore ancora rimosso dall'aria; altri lo catturano praticamente tutto, e la guida lo descrive come il più efficiente dal punto di vista energetico.
La CDU è l'interfaccia tra il circuito dell'acqua della struttura e il circuito del liquido IT, fornendo liquido alla temperatura, pressione e chimica richiesti dall'apparecchiatura. Le classi d'acqua di ASHRAE, ribattezzate nel 2021 (W17, W27, W32, W40, W45 e W+), indicano la temperatura di fornitura superiore in gradi Celsius. Le classi più elevate facilitano l'utilizzo di economizzatori o dry cooler, risparmiando energia e acqua.
La guida DOE spiega perché il liquido può essere più efficiente: l'acqua trasporta il calore molto meglio dell'aria, temperature di alimentazione più calde consentono più ore di economizzatore e la potenza della ventola diminuisce. Ciò descrive cosa può fare il raffreddamento a liquido; il risparmio presso la vostra sede deve ancora essere misurato. La riduzione dei costi operativi dipende dal clima, dall’impianto esistente, dalle tariffe e dal regime di manutenzione, e il costo di capitale della conversione deve essere valutato rispetto a questo.
Una volta scelto il raffreddamento a liquido, la progettazione deve coprire l'interfaccia dell'apparecchiatura, le CDU, i collegamenti dell'impianto, il trattamento dell'acqua, le valvole di isolamento, il rilevamento delle perdite, il drenaggio e gli allarmi e spiegare come viene mantenuta ogni parte senza spegnere le apparecchiature in tensione. Gli ingegneri meccanici e il team IT devono concordare chi risponde a un allarme di perdita e come. Il personale operativo dovrebbe disporre di procedure, ricambi e formazione prima che il primo rack venga riempito.
Il lato del monitoraggio, ovvero il rilevamento delle perdite, gli allarmi CDU e la loro integrazione con il BMS, viene facilmente lasciato per ultimo. Fa parte della prima revisione del progetto, insieme alla scelta del metodo di raffreddamento stesso.
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