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Refroidissement liquide vs refroidissement à air. Quel est le gagnant du Capex (dépenses d’investissement) ?

Les solutions de refroidissement liquide existent depuis un certain temps déjà, mais ont eu tendance à être destinées aux installations spécialisées… jusqu’à présent. Il y a beaucoup de buzz autour du refroidissement liquide en tant que technologie nécessaire pour répondre à la tendance de l’augmentation de la puissance thermique dissipée par les processeurs (TDP) dans les data centers et en périphérie. Le refroidissement liquide présente certains avantages évidents et bien compris, notamment la réduction des besoins en eau, en espace et en énergie.

Mais quand il s’agit du Capex (dépenses d’investissement), il y a plus d’incertitudes. On se demande s’il y aura une forte majoration de coût, et cela devient un obstacle à l’adoption de cette technologie. C’est pourquoi le centre de recherche de Schneider Electric, a décidé de s’intéresser à la question. Nous avons donc mené une analyse détaillée des coûts, voir le livre blanc, Analyse des coûts d’investissement dans les grands data centers à refroidissement liquide vs à air. Ce document aborde en détail notre méthodologie, nos hypothèses, nos données et nos résultats, mais je vais vous donner un résumé ici.

datacenter perspective

Comparaison des dépenses d’investissement à densités équivalentes

Nous avons analysé un data center de 2 MW, avec 10 kW par rack et un refroidissement à air puis un refroidissement liquide.

  • Refroidissement par air – refroidisseurs, groupes de pompage, CRAH (Computer Room Air Handler), confinement d’allée chaude, pas de plancher surélevé.
  • Refroidissement liquide – Architecture avec immersion (découvrez ce document pour comprendre les différentes architectures).

En supposant que le niveau de prix est basé sur un déploiement à court terme et à grande échelle

Le coût du data center refroidi par air était de 7,02 $/watt et celui du data center refroidi par liquide de 6,98 $/watt. À peu près à égalité. Dans le document, nous montrons un diagramme pour vous permettre de visualiser exactement où étaient localisées les sources d’économies et de dépenses supplémentaires. Par exemple, lorsque vous passez au refroidissement liquide, vous retirez les refroidisseurs, les unités CRAH, et vous économisez sur les appareillages électriques et les onduleurs puisque la puissance électrique est moins importante en l’absence des ventilateurs serveur. En revanche, vous ajoutez des refroidisseurs secs et des unités CRAC (Computer Room Air Conditionning), vous avez des pompes et des réseaux de tuyauterie supplémentaires, et vous ajoutez également un surcoût pour la technologie de refroidissement de liquide au niveau du serveur et des racks (châssis étanche, fluide diélectrique, dissipateurs thermiques, micro-pompes, etc.).

Des économies d’investissement à mesure que la densité augmente

Le refroidissement liquide permet de réduire l’encombrement du système informatique. Cela contribue à réaliser des économies d’espace que j’ai déjà mentionnées précédemment, mais cela se traduit également par une diminution du nombre de racks informatiques et des bandeaux de prises PDU rackables. Nous avons analysé le Capex du data center de 2MW en utilisant un refroidissement liquide avec une réduction de l’encombrement x2 et x4.

Avec une diminution 2 fois supérieure, soit 20 kW/rack, le montant d’investissement du data center est de 6,33 $/watt. Les économies réalisées par watt proviennent principalement des économies supplémentaires réalisées sur le « core » et l’enveloppe, les racks, les PDU et le confinement. Cela se traduit par une économie de 10 % par rapport au scénario traditionnel de refroidissement par air.

Avec une diminution 4 fois supérieure, soit 40 kW/rack, le montant de l’investissement du data center est de 6,02 $/watt. Mêmes sources d’économie que précédemment, mais le niveau des économies est plus important puisque la réduction de l’encombrement est plus élevée. Cela se traduit par une économie de 14 % par rapport au scénario traditionnel de refroidissement par air.

Le Capex ne doit pas être un obstacle à l’adoption du refroidissement liquide

Notre analyse a démontré que le refroidissement liquide n’est pas plus coûteux par rapport au refroidissement à air pour des densités similaires, et lorsque vous considérez le gain en encombrement que la technologie procure, il est même possible d’économiser sur les dépenses d’investissement. À mesure que la technologie progresse et que l’efficacité de la fabrication augmente, on peut s’attendre à des économies supplémentaires. Consultez ce livre blanc si vous souhaitez obtenir tous les détails de notre étude.

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