El enfriamiento líquido en el panorama de la inteligencia artificial: el momento de prepararse

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*Los ingresos del mercado de enfriamiento líquido alcanzarán casi los $2000 millones para 2027 (Dell’Oro Group)

Benny Bray, gerente de productos y es responsable de los productos de enfriamiento líquido en Vertiv

Puede que haya escuchado los rumores de la industria y el discurso sobre la inteligencia artificial (IA) generativa y su efecto en nuestra industria de centros de datos, y tal vez ha leído un artículo al respecto o las demandas de infraestructura de IA descritas en el número del 17 de abril de 2023 de la revista de DCD. La ola de demanda que probablemente generará la IA aumentará las densidades informáticas más allá de lo pronosticado.

Con la considerable cantidad de potencia informática requerida por la IA, el consumo energético de la próxima generación de hardware generará a su vez enormes cantidades de calor. Este calor ocasiona problemas de rendimiento y puede llevar a fallos en el hardware del dispositivo de TI si no se enfría dentro de los límites operativos.

Para aquellos equipos de operación de instalaciones que implementan soluciones de alta densidad para cualquier tecnología emergente, ya sea la IA o la transmisión de video en directo (streaming) y videojuegos de baja latencia, es fundamental hacer frente al desafío del gerenciamiento térmico.

Al echar un vistazo a la infraestructura necesaria para implementar la computación de alto rendimiento exigida por la IA generativa, notamos que los sistemas de enfriamiento líquido son claramente la principal solución para hacer frente al problema de altas temperaturas que el enfriamiento por aire no puede gestionar de manera eficiente.

De acuerdo con el Dell’Oro Group, los ingresos del mercado de enfriamiento líquido alcanzarán casi los $2000 millones para 2027 con una tasa de crecimiento anual compuesto de 60 % entre 2020 y 2027, a medida que las organizaciones adopten más servicios en la nube y utilicen la inteligencia artificial (IA) para potenciar los análisis avanzados y la toma de decisiones automatizada, así como para facilitar aplicaciones de criptomoneda y cadena de bloques.

Hoy, la IA se ha convertido en el tema del día entre el consumidor promedio y las empresas que buscan incluir tecnologías emergentes en sus operaciones se beneficiarán de analizar las opciones de enfriamiento líquido actualmente disponibles y escalables en el futuro.

La implementación del enfriamiento líquido para dispositivos informáticos de IA exige la adopción de sistemas de racks innovadores y diseñados específicamente para alojar y gestionar de forma eficiente la infraestructura de enfriamiento líquido. Por lo general, estos sistemas de racks cuentan con soluciones como un intercambiador de calor de puerta trasera (RDHx).

Además de no ocupar espacio adicional en el centro de datos, un RDHx es una excelente opción para introducir la arquitectura de enfriamiento líquido en los centros de datos sin restructurar todo el espacio libre.

Estos intercambiadores de calor vienen en configuraciones que utilizan diferentes medios de enfriamiento: basado en refrigerante, agua helada y glicol; cada medio de enfriamiento varía en términos de rendimiento.

Los medios a base de refrigerante ofrecen una excelente conductividad térmica, lo cual les permite transferir el calor lejos de los componentes para una mayor eficiencia de enfriamiento. Además, ofrecen una alta capacidad térmica; esto significa que pueden absorber grandes cantidades de calor antes de alcanzar la saturación, lo cual garantiza un rendimiento de enfriamiento constante, incluso bajo cargas de trabajo pesadas.

Los sistemas de agua helada también ofrecen escalabilidad. Pueden diseñarse para manejar cargas térmicas variables y adaptarse a la expansión futura. Además, los sistemas basados en agua helada pueden aprovechar la infraestructura existente, como torres de enfriamiento o intercambiadores de calor; esta permite ahorros de costos y una mayor eficiencia energética.

En lo relacionado con el glicol, este cuenta con excelentes propiedades de transferencia de calor, las cuales le permiten absorber y disipar eficientemente el calor de los componentes con los que entra en contacto. Tiene un punto de ebullición más alto en comparación con el agua, lo cual reduce el riesgo de evaporación del refrigerante y el sobrecalentamiento del sistema.

Asimismo, la configuración de un RDHx utilizará ventiladores de enfriamiento pasivos o activos para hacer circular el aire a través de la bobina de intercambio de calor.

La introducción de esta tecnología en el centro de datos ofrece una “solución de enfriamiento de sala neutral”. Esto significa que la temperatura del aire que sale del RDHx es similar a la temperatura ambiente, lo cual reduce la tensión en las unidades de enfriamiento perimetrales.

Un RDHx es una excelente solución para agregar racks de mayor densidad en un entorno de centro de datos que busca escalar hacia el enfriamiento líquido. Comenzar con una puerta trasera pasiva puede ayudarle a escalar en el futuro, cuando aumenten sus densidades.

Además, las soluciones RDHx ofrecen una puerta de enlace al enfriamiento líquido, pero muchas organizaciones buscan una solución más enfocada para sus clústeres. A la hora de analizar las opciones de configuración para una instalación de enfriamiento líquido no retroequipada, existen dos enfoques principales: el enfriamiento por inmersión y el enfriamiento directo a chip.

El enfriamiento líquido directo al chip implica un diseño enfocado en el acoplamiento directo de una placa fría con los componentes de temperatura elevada, la CPU, la GPU y, en algunos casos, los módulos de memoria y los suministros eléctricos.

Las placas frías directas al chip se ubican sobre los componentes generadores de calor del tablero para reducir la temperatura por medio de placas frías de una sola fase o unidades de evaporación de dos fases. Estas tecnologías de enfriamiento pueden eliminar un 70-75 % del calor generado por el equipo total en el rack y dejar un 25-30 % que puede eliminarse fácilmente con los sistemas de enfriamiento por aire.

El enfriamiento por inmersión es otra versión de la tecnología de enfriamiento líquido que puede transferir el 100 % del calor al líquido. Cuando se trata de fluidos dieléctricos, existen complicaciones y, para los equipos operativos, su gestión es un enfoque de enfriamiento completamente diferente al método tradicional de enfriamiento por aire.

Para conocer las próximas novedades en enfriamiento líquido, lea el Cooling Transformation eBook de DCD y Vertiv.

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