Ecco come i reference design per il raffreddamento a liquido ottimizzano e accelerano la realizzazione dei data center AI

I carichi di lavoro AI, le implementazioni cloud e i requisiti necessari per le infrastrutture in colocation stanno generando una domanda senza precedenti in termini di potenza e raffreddamento dei data center. Per affrontare questa maggiore complessità servono approcci end-to-end ben progettati per l’alimentazione e il cooling.

Le soluzioni di raffreddamento a liquido garantiscono livelli di dissipazione del calore superiori a quelli offerti dal più tradizionale raffreddamento ad aria. Rispetto all’aria, l’acqua ha una conduttività termica superiore di oltre 23 volte e può immagazzinare 3.000 volte più calore per unità di volume. Ciò la rende ideale per il raffreddamento in contesti ad alta densità. Gli analisti di settore prevedono che il mercato del liquid cooling crescerà di sette volte, passando dagli attuali 2,8 miliardi di dollari a oltre 21 miliardi di dollari entro il 2032.

L’importanza della progettazione dei data center con raffreddamento a liquido

Man mano che il raffreddamento a liquido diventerà lo standard per i data center ad alta densità, sarà essenziale incorporarlo nella progettazione delle infrastrutture. I reference design aiutano gli operatori a prendere decisioni più consapevoli e ad evitare errori costosi: l’Uptime Institute stima che i guasti al raffreddamento causano il 13% delle interruzioni nei data center. Con il 70% delle interruzioni che costa oltre 100.000 dollari e un quarto che supera il milione di dollari, la posta in gioco nell’ impostare correttamente fin dall’inizio le soluzioni di liquid cooling è estremamente alta.

Qual è il ruolo dei reference design nel raffreddamento a liquido?

Un reference design è come una ricetta: elenca i componenti e spiega come si assemblano. I liquid cooling data center design sono progetti pre-ingegnerizzati e validati che comprendono tutto l’hardware necessario, tubazioni, collettori e raccordi. A differenza di una semplice “distinta base”, un reference design contiene anche le indicazioni su come integrare tra loro tutti i componenti.

Perché i reference design sono cruciali per il raffreddamento a liquido?

Con il raffreddamento ad aria, spesso si aggiunge capacità in modo incrementale man mano che l’hardware scala, procedendo “a silos”. Questo approccio non funziona con il liquid cooling. Innanzitutto, molti server AI non hanno ventole, e questo sposta gran parte del carico termico sul sistema di raffreddamento a liquido della struttura. Inoltre, gli ambienti ad alta densità richiedono una pianificazione olistica di tutti i componenti, inclusa l’infrastruttura di raffreddamento.

I reference design tengono conto delle esigenze attuali e future, considerando la crescita della domanda di GPU e l’aumento del flusso termico e della densità per rack. Affrontano anche aspetti specifici quali portate Delta T (ΔT), filtrazione, manutenibilità delle apparecchiature e la posizione fisica in cui collocare la coolant distribution unit (CDU).

Come i reference design per il liquid cooling accelerano il time to market?

La progettazione di infrastrutture AI è tipicamente lenta e costosa, a causa dei lunghi cicli di test da effettuare sulle prestazioni e sulla compatibilità, delle sfide legate all’integrazione e alla validazione della sicurezza e della conformità. I reference design accelerano l’implementazione con soluzioni hardware e software pre-certificate, configurazioni benchmark che offrono prestazioni prevedibili e best practice documentate.

Come tali, i liquid cooling reference design offrono diversi vantaggi strategici:

• erogazione più rapida dei servizi AI e ROI più veloce;
• maggiore prevedibilità nella pianificazione della capacità;
• migliore produttività IT e costi operativi ridotti;
• vantaggio competitivo attraverso cicli di innovazione accelerati;
• rischio ridotto e AI factory a prova di futuro.

Perché collaborare con un fornitore che conosce l’infrastruttura dei data center?

Se il raffreddamento a liquido è parte integrante della pianificazione infrastrutturale, il fornitore di soluzioni per il liquid cooling gioca un ruolo cruciale. Il raffreddamento a liquido è un sistema, non un singolo prodotto, pertanto è fondamentale scegliere un fornitore che conosce l’infrastruttura dei data center. Lavorare con un fornitore esperto garantisce l’accesso a design completamente testati e ad un partner capace di allinearli ai domini del cooling, della meccanica e dell’IT. Questo accelera il procurement, il commissioning e il deployment.

Schneider Electric, con il supporto di Motivair by Schneider Electric, offre reference design per l’alimentazione e il raffreddamento co-sviluppati con NVIDIA. I design sono chiavi in mano e validati per ripetibilità e scalabilità, inoltre è possibile ricorrere all’ampia libreria di modelli vendor-neutral di Schneider.

Soluzioni come ChilledDoor® rear-door heat exchanger di Motivair, parte del portafoglio liquid cooling di Schneider Electric, possono rimuovere decine di kilowatt per rack riutilizzando i sistemi esistenti ad acqua refrigerata. Queste soluzioni possono anche essere incluse come opzioni nei reference design per l’implementazione di carichi di lavoro AI in siti esistenti (brownfield)

Un fornitore con comprovata expertise nei reference design aiuta anche ad evitare problemi comuni che si riscontrano in fase di implementazione.

• Valori errati del coefficiente di flusso (Cv) – valvole sottodimensionate che bloccano il flusso del refrigerante e privano le GPU del raffreddamento
• Curve della pompa non corrispondenti – pompe che non riescono a spingere il refrigerante attraverso le piastre fredde restrittive delle GPU, causando surriscaldamento
• ΔT del loop improprio – differenze di temperatura errate tra acqua di mandata e ritorno che riducono efficienza e stabilità del raffreddamento.
• Gap nella logica di controllo – regole di automazione mancanti o difettose che impediscono al sistema di raffreddamento di rispondere rapidamente ai cambiamenti di carico delle GPU.

Best practice per l’architettura del liquid cooling

L’hardware AI evolve ogni 12-18 mesi. Senza un involucro termico completamente ingegnerizzato, l’infrastruttura del data center rischia di diventare obsoleta prima ancora di essere commissionata. Un fornitore esperto può progettare sistemi che sopravvivono a multipli cicli di refresh delle GPU e coordinare OEM e ingegneri di struttura. Il fornitore dispone di informazioni reali sul comportamento termico e transitorio a livello di silicio, che tengono conto di variabili quali flusso termico di nuova generazione, variazioni di temperatura in ingresso, cambiamenti di geometria delle piastre fredde, evoluzione delle classi di liquidi e comportamenti transitori del carico.

Man mano che i data center AI evolvono, le densità aumentano e i workload si intensificano, anche la strategia di raffreddamento deve evolvere. I fornitori che si occupano dell’intera infrastruttura del data center, inclusi i componenti di alimentazione e raffreddamento, possono aiutare a garantire prestazioni ripetibili e affidabili anno dopo anno.

Scopri di più sui reference design per il liquid cooling

Per approfondire architettura di sistema, raffreddamento a liquido e considerazioni sull’implementazione, scarica il nostro white paper (in inglese) sul liquid cooling, che presenta una panoramica di sei architetture più comuni di raffreddamento a liquido. Assicurati anche di accedere ai nostri ultimi reference design, 110 e 111, nella nostra libreria dedicata. Gli ultimi reference design di Schneider Electric (RD110 e RD111), co-sviluppati con NVIDIA, sono ingegnerizzati per i sistemi Grace Blackwell GB300 NVL72, supportando fino a 142 kW per rack.