Come far fronte alla crescita dell’elaborazione ad alta densità guidata dall’intelligenza artificiale? Rispondiamo a questa e ad altre domande frequenti sul raffreddamento a liquido, in questo post.
Indice degli argomenti
- Con l’accelerazione dell’adozione dell’AI, quanto è urgente la necessità di server raffreddati a liquido?
- Quali sono le forme di raffreddamento a liquido utilizzate?
- Come possono i data center esistenti supportare l’implementazione di server AI ad alta densità con raffreddamento a liquido?
- Che cos’è un CDU e qual è la sua funzione?
- Quando si costruisce un nuovo data center, in che modo gli operatori devono pianificare il mix di server raffreddati ad aria o a liquido?
- È possibile avere server raffreddati a liquido al 100% in free cooling?
- Risorse sul raffreddamento a liquido e sui data center pronti per l’AI
I data center sono tradizionalmente dotati di server raffreddati ad aria che garantiscono la loro potenza di calcolo. Ma con l’aumento dell’utilizzo dell’intelligenza artificiale (AI) le cose stanno cambiando. L’addestramento dell’AI richiede infatti un aumento sostanziale dell’elaborazione dati, costringendo gli sviluppatori di chip a incrementare la potenza termica di progetto (TDP), ovvero la quantità massima di calore generata da un processore.
A mano a mano che i chip diventano “più caldi”, il raffreddamento ad aria diventa insufficiente, rendendo il raffreddamento a liquido l’unica opzione per i server AI.
Il raffreddamento a liquido o liquid cooling, non è una novità. Viene utilizzato da molti anni nell’High Performance Computing (HPC). Tuttavia, negli ambienti tradizionali dei data center, il passaggio al raffreddamento a liquido richiederà anche un cambiamento di mentalità da parte degli operatori DC che vorranno soddisfare la crescente domanda di AI.
Nel mio ruolo di CTO che si occupa di studiare nuove tecnologie, ho ricevuto molte domande sull’utilizzo dell’uso del raffreddamento a liquido nei data center. Qui di seguito trovi le mie risposte alle domande più frequenti.
Con l’accelerazione dell’adozione dell’AI, quanto è urgente la necessità di server raffreddati a liquido?
Il crescente interesse delle aziende per l’implementazione di applicazioni AI sta accelerando la domanda di server raffreddati a liquido. I liquidi sono in grado di dissipare il calore meglio dell’aria e molti dei nuovi chip utilizzati per le soluzioni AI non possono essere raffreddati ad aria.
Per questo motivo, gli operatori dei data center devono costruire rapidamente le infrastrutture per supportare i server raffreddati a liquido. Sebbene infatti il raffreddamento a liquido sia stato considerato per anni un’opzione, l’intelligenza artificiale lo sta rendendo una necessità.
Quali sono le forme di raffreddamento a liquido utilizzate?
L’architettura più diffusa attualmente, prevede il collegamento di una piastra fredda a un componente, come un processore o una memoria. L’acqua trattata, inviata alla piastra assorbe il calore e lo trasferisce attraverso il circuito del sistema di raffreddamento tecnologico (TCS) e, a sua volta, a un’unità di distribuzione del refrigerante (CDU) con uno scambiatore che ne disperde il calore.
Sebbene il fluido più diffuso sia quello a base d’acqua, è anche possibile utilizzare un fluido ingegnerizzato che bolle all’interno della piastra fredda e viene poi condensato all’interno della CDU. Le piastre fredde assorbono la maggior parte del calore del server attraverso un liquido, ma il raffreddamento ad aria è comunque necessario.
Un altro metodo è il raffreddamento a immersione diretta, che consiste nel collocare il server in uno chassis o in un serbatoio riempito di liquido dielettrico per raffreddare l’intero server. Il liquido dielettrico, solitamente un olio sintetico, rimuove tutto il calore. Sebbene questo metodo non sia attualmente così popolare come la piastra fredda, presenta alcuni vantaggi, come l’assenza di flusso d’aria e l’elevata stabilità termica dell’intero server.
Come possono i data center esistenti supportare l’implementazione di server AI ad alta densità con raffreddamento a liquido?
È preferibile collegare una CDU a un circuito idrico esistente, in modo da consentire al calore del circuito TCS di entrare direttamente nel sistema di raffreddamento della struttura.
Se non è disponibile un collegamento al sistema idrico, l’operatore del data center può utilizzare una CDU che rimette il liquido nell’aria. Con la costruzione di nuovi data center, però, gli operatori possono progettare i loro sistemi idrici per supportare in modo ottimale il raffreddamento a liquido.
Che cos’è un CDU e qual è la sua funzione?
La CDU, o unità di distribuzione del refrigerante, controlla la temperatura, la chimica e il flusso del liquido al server da raffreddare. Le CDU svolgono una funzione simile a quella di un trasformatore che regola la tensione. In questo caso, la CDU utilizza uno scambiatore di calore e delle pompe per regolare il flusso e la temperatura del liquido fornito all’apparecchiatura per il raffreddamento. Inoltre, le CDU isolano il circuito TCS dai sistemi dell’impianto grazie allo scambiatore di calore integrato, che è liquido-liquido o liquido-aria.
Quando si costruisce un nuovo data center, in che modo gli operatori devono pianificare il mix di server raffreddati ad aria o a liquido?
È importante considerare che i data center non saranno raffreddati al 100% a liquido, anche se il raffreddamento a liquido sta diventando un must per gli ambienti ad alta densità. La sfida per i progettisti consiste nel creare flessibilità nei loro impianti di raffreddamento. Presto questo tipo di approccio diventerà più facile grazie all’introduzione di apparecchiature di raffreddamento che consentono di passare dal raffreddamento ad aria a quello a liquido. La possibilità di passare da un sistema all’altro non solo garantirà la necessaria flessibilità, ma anche l’efficienza necessaria per sostenere le strategie di sostenibilità dei data center.
È possibile avere server raffreddati a liquido al 100% in free cooling?
Sì, ma dipende dai requisiti del server e dal clima della sede del data center. Il free cooling utilizza l’aria esterna per abbassare la temperatura del fluido utilizzato per il raffreddamento a liquido. L’uso dell’aria esterna è un metodo di raffreddamento più economico e adatto a luoghi con temperature più basse. Tuttavia, l’acqua utilizzata per il raffreddamento dei chip non deve essere necessariamente fredda. A seconda del processore in uso, sono accettabili temperature superiori a 38° gradi. Ciò significa che è possibile utilizzare il free cooling anche con temperature “calde”, cosa che aiuta a controllare i costi di raffreddamento dei data center e a migliorare la sostenibilità complessiva.
Risorse sul raffreddamento a liquido e sui data center pronti per l’AI
L’adattamento alle crescenti esigenze generate dall’intelligenza artificiale continuerà a essere una sfida per gli operatori di Data Center. Fortunatamente, soluzioni come il raffreddamento a liquido possono avere un ruolo importante nell’adattamento alle richieste di elaborazione a densità più elevata. Scopri di più sul raffreddamento a liquido per i data center e sulla transizione verso data center pronti per l’IA.
Questo post è stato originariamente pubblicato sul blog global di Schneider Electric.
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