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El deseo de opciones de centros de datos sostenibles y una ola de calor provocada por chips informáticos cada vez más potentes están impulsando la adopción de sistemas que enfrían las computadoras sumergiéndolas en fluidos.
Al operar un rack de servidores sumergido en un fluido especial, el calor se puede eliminar pasivamente del hardware al fluido, bombearlo a un intercambiador de calor y luego devolverlo a la computadora después de eliminar el calor.
“Los líquidos que usamos 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 GRCun proveedor de tecnología de refrigeración por inmersión.
“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 los 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, agregó, están comenzando a aparecer en el mercado fluidos a base de aceite vegetal.
Refrigeración de virutas calientes
Abhijit Sunil, analista sénior de Investigación Forresterseñaló que la refrigeración líquida se está convirtiendo en el centro de atención ahora debido a las necesidades energéticas de los microchips.
“Las CPU y GPU modernas consumen una energía tremenda y esto, a su vez, ejerce presión sobre los centros de datos para que tengan técnicas de enfriamiento efectivas”, dijo a TechNewsWorld.
“Desviar energía hacia técnicas de enfriamiento aumenta el PUE de los centros de datos”, continuó. “Por lo tanto, las técnicas de enfriamiento más efectivas son importantes. 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 utilizada 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 las CPU ahora está creciendo muy, muy rápido”, agregó Primm. “Los sistemas típicos son de 400 vatios. Algunos sistemas están comenzando a funcionar con 700 vatios”.
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“Estas cosas consumen una gran cantidad de energía y, como resultado, producen una gran cantidad de calor”, explicó. “Estamos llegando al punto en que el aire ya no puede enfriar estos chips. No puede hacer que el aire se enfríe lo suficiente y moverlo lo suficientemente rápido para enfriar los sistemas que generan tanto calor. Entonces, 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”, agregó Sunil. “También hemos escuchado de los operadores de centros de datos 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 usar mejor fuera del centro de datos.
“En general, la refrigeración por inmersión no es tan eficaz en un centro de datos como otras tecnologías de refrigeración más específicas, como la refrigeración por agua caliente”, observó Rob Enderle, presidente y analista principal de la Grupo Enderleuna firma de servicios de asesoría en Bend, Oregón.
“Sin embargo, para servidores distribuidos fuera de un centro de datos, es mejor porque protege al servidor de interferencias físicas y problemas ambientales, y es particularmente ideal en entornos muy hostiles”, dijo a TechNewsWorld.
“Los centros de datos generalmente están aislados y equipados para enfriar servidores, por lo que pasar a la inmersión generalmente es excesivo”, dijo. “Es donde no tienes un centro de datos donde esta tecnología realmente brilla”.
Gartner Los analistas 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 compañía de tecnología y asesoría para 2022.
“Los sistemas enfriados por inmersión son más pequeños, más silenciosos y más eficientes que los sistemas de bastidores tradicionales”, escribieron Hewitt y Dawson. «Lo más probable es que su valor inicial provenga del exterior del centro de datos, donde permiten una mayor densidad de cómputo con una mayor eficiencia energética y un menor ruido».
“Aunque el costo de capital del sistema suele ser más alto debido a la infraestructura mecánica y de enfriamiento involucrada, hay entornos en los que estos sistemas superan cualquier alternativa”, agregaron.
Desafíos de mantenimiento
Hewlett y Dawson también señalaron que la refrigeración por inmersión permite que los servidores perimetrales funcionen en ubicaciones hostiles.
Los nodos de computación perimetral 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 o en camiones.
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Agregaron que estos sistemas representan una solución local práctica 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 beneficios, los sistemas de enfriamiento por inmersión pueden ser difíciles de mantener. “Es necesario capacitar a las personas que reparan 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.
Agregó 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, “debe evitar contaminar el refrigerante o crear una fuga significativa”.
Enderle también señaló que es posible que los intercambiadores de calor para el refrigerante deban colocarse 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 puede volverse incómodamente caliente.
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 a los cambios”, sostuvo. “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 gran habilidad para enfriar el aire, moverlo más allá de los componentes calientes y fuera 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 cosas de miedo a lo nuevo”.
“Una de las cosas más importantes es que muchos operadores de centros de datos tienen una enorme inversión en su infraestructura refrigerada por aire y quieren sacar el máximo provecho de eso durante el mayor tiempo posible”, agregó.
Según Forrester, la TI puede ser una fuente importante de emisiones de carbono. Si bien entre el 2 % y el 4 % del uso global de energía puede no parecer mucho en comparación con otras fuentes de demanda de energía, puede ser una cantidad notable según el país y la industria, señaló. Por ejemplo, el uso de energía del centro de datos representa el 14% del uso de electricidad de Irlanda.
“La sustentabilidad se está convirtiendo en un gran 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”.
