Les data centers ont traditionnellement recours à des serveurs refroidis par air pour fournir leur puissance de calcul, mais l’accélération des déploiements d’intelligence artificielle (IA) favorise une tendance vers le refroidissement par liquide (liquid cooling).
L’entraînement de l’IA nécessite une augmentation considérable de la puissance de calcul, ce qui oblige les développeurs de processeurs à augmenter la puissance thermique nominale (TDP), c’est-à-dire la quantité maximale de chaleur générée par un processeur.
À mesure que les processeurs chauffent, le refroidissement par air finit par devenir insuffisant, faisant du liquid cooling la seule option pour les serveurs IA. Le liquid cooling n’est pas nouveau ; il est utilisé depuis de nombreuses années dans le domaine du calcul haute performance (HPC).
Cependant, le passage au liquid cooling dans les environnements de data centers traditionnels nécessitera une certaine réflexion de la part des opérateurs qui cherchent à répondre à la demande en matière d’IA.
Dans le cadre de mes fonctions en tant que CTO, où j’explore les nouvelles technologies, je reçois de nombreuses questions sur le développement de l’utilisation du liquid cooling dans les data centers. Vous trouverez ci-dessous les questions les plus fréquemment posées ainsi que mes réponses.
Avec l’accélération de l’adoption de l’IA, dans quelle mesure les serveurs refroidis par liquide sont-ils nécessaires ?
L’intérêt croissant des entreprises pour le déploiement d’applications IA accélère la demande de serveurs refroidis par liquide.
Les liquides dissipent mieux la chaleur que l’air, et de nombreux nouveaux processeurs déployés pour les solutions IA ne peuvent pas être refroidies à l’air.
Les opérateurs de data centers doivent donc rapidement mettre en place l’infrastructure nécessaire pour prendre en charge les serveurs refroidis par liquide. Si le liquid cooling est envisagé depuis des années, l’IA en fait désormais une nécessité.
Quelles sont les formes de liquid cooling déployées ?
L’architecture la plus populaire consiste actuellement à fixer une plaque froide à un composant, tel qu’un processeur ou une carte mémoire.
L’eau traitée envoyée vers la plaque absorbe la chaleur et la transfère via a une boucle du système de refroidissement technologique (TCS), puis vers une unité de distribution de liquide de refroidissement (CDU) équipée d’un échangeur de chaleur qui disperse la chaleur.
Bien que le fluide à base d’eau soit le plus répandu, cette architecture peut également utiliser un fluide spécial qui bout dans la plaque froide, puis se condense dans le CDU.
Les plaques froides éliminent la majeure partie de la chaleur du serveur via un liquide, mais un refroidissement par air reste nécessaire.
Une autre méthode consiste à refroidir directement par immersion, qui consiste à placer un serveur dans un châssis ou un réservoir rempli de liquide diélectrique afin de refroidir l’ensemble du serveur.
Le fluide diélectrique, généralement une huile synthétique, élimine toute la chaleur.
Bien que cette méthode ne soit pas aussi populaire que la plaque froide, elle présente certains avantages, notamment l’absence de flux d’air à travers le serveur et une grande stabilité thermique sur l’ensemble du serveur.
Comment les data centers existants peuvent-ils prendre en charge le déploiement de serveurs IA haute densité avec le liquid cooling ?
Il est préférable de connecter un CDU à une boucle d’eau existante dans l’installation, ce qui permet à la chaleur de la boucle TCS d’être directement acheminée vers le système de refroidissement de l’installation.
Si aucune connexion au système d’eau de l’installation n’est disponible, l’opérateur du centre de données peut déployer un CDU qui rejette la chaleur du liquide dans l’air.
Lors de la construction d’un nouveau centre de données, les opérateurs peuvent concevoir leurs systèmes hydrauliques de manière à prendre en charge le liquid cooling.
Qu’est-ce qu’un CDU et quelle est sa fonction ?
Le CDU, ou unité de distribution de liquid cooling, contrôle la température, la composition chimique et le débit du liquide vers le serveur à refroidir.
Les CDU remplissent une fonction très similaire à celle d’un transformateur qui régule la tension.
Dans ce cas, la CDU utilise un échangeur de chaleur et des pompes pour réguler le débit et la température du fluide acheminé vers l’équipement à refroidir.
Elle isole également la boucle TCS des systèmes de l’installation via l’échangeur de chaleur intégré, qui est de type liquide-liquide ou liquide-air.
Lors de la construction d’un nouveau data center, comment les opérateurs doivent-ils planifier la répartition entre les serveurs refroidis par air et ceux refroidis par liquide ?
Il est important de comprendre que les data centers ne seront pas refroidis à 100 % par liquide, même si le liquid cooling devient indispensable dans les environnements à haute densité.
Le défi pour les concepteurs consiste à intégrer la flexibilité dans leurs installations de refroidissement.
Cela deviendra bientôt plus facile grâce à l’introduction d’équipements de refroidissement permettant de passer du refroidissement par air au liquid cooling.
Cette possibilité de basculement offrira non seulement une flexibilité indispensable, mais aussi des gains d’efficacité qui soutiendront les stratégies de développement durable des centres de données.
Est-il possible d’avoir des serveurs refroidis à 100 % par liquide avec refroidissement naturel ?
Oui, mais cela dépend des exigences des serveurs et du climat de l’emplacement du data center.
Le refroidissement naturel utilise l’air extérieur pour abaisser la température du fluide utilisé pour le liquid cooling.
L’utilisation de l’air extérieur est une méthode de refroidissement plus économique et adaptée aux endroits où les températures sont plus basses.
Cependant, l’eau utilisée pour refroidir les processeurs n’a pas besoin d’être froide.
Des températures supérieures à 38 °C sont acceptables, selon le processeur utilisé.
Cela signifie qu’il est possible d’utiliser le refroidissement naturel même lorsque les températures sont élevées, ce qui permet de contrôler les coûts de refroidissement des data centers et d’améliorer leur durabilité globale.
Ressources sur le liquid cooling et les data centers prêts pour l’IA
S’adapter aux demandes croissantes générées par l’IA restera un défi.
Heureusement, des solutions telles que le liquid cooling peuvent jouer un rôle important dans l’adaptation aux exigences informatiques à haute densité.
Découvrez plus d’informations sur le liquid cooling pour les data centers et la transition vers des data centers prêts pour l’IA.
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