Avances en refrigeración líquida para centros de datos

En los últimos años ha aumentado la densidad de racks y servidores en los centros de datos, y las nuevas cargas de trabajo intensivas, como la IA, elevan la potencia consumida y, también el calor generado en las instalaciones. Esto tiene un impacto en el consumo de energía destinada a la refrigeración, y muchos operadores están buscando formas más eficaces y eficientes de enfriar sus equipos, poniendo sus miras en la refrigeración líquida. Esta tecnología ha evolucionado mucho en las últimas décadas, a pesar de ser un mercado de nicho para equipos individuales y ciertos tipos de instalaciones, y ahora existen propuestas muy interesantes enfocadas a centros de datos.

Se habla mucho de las grandes posibilidades que ofrece esta tecnología para diferentes entornos informáticos, pero no está claro si la tendencia hacia la refrigeración líquida cuajará realmente en la industria de centros de datos, ni si los operadores están preparados para realizar este cambio. En un artículo reciente de Datacenters.com, el especialista Mike Allen profundiza en las ventajas que ofrece la refrigeración líquida para los centros de datos, ante el avance de la transformación digital y las cargas de trabajo intensivas en datos.

Considera que las instalaciones que implementan racks de alta densidad, generalmente de más de 30 megavatios, deberán adoptar la refrigeración líquida casi por obligación, ya que el enfriamiento por aire no permite mantener la confiabilidad de los sistemas de TI en un entorno tan denso. Afirma que el futuro de los centros de datos es una mayor densificación de la infraestructura, con requisitos de potencia cada vez más cercanos a 20 kilovatios por rack. Y muchas organizaciones buscan implementaciones más densas, de 50 kilovatios o más.

En su opinión, todos los operadores deberán considerar métodos de enfriamiento más eficaces si quieren seguir esta tendencia, y describe cuáles son los cuatro principales beneficios de adoptar la refrigeración líquida.

Más fiabilidad y rendimiento

Una de las cualidades principales de la refrigeración líquida es que puede enfriar con más eficacia los procesadores, ayudando a que funcionen dentro del rango de temperaturas más adecuado. Cuando las CPU se calientan más allá del límite seguro marcado por el fabricante se reduce su vida útil y su rendimiento, y el enfriamiento por aire no logra controlar el calor con la suficiente eficacia en infraestructuras muy densificadas.

Mayor eficiencia energética

Otra de las características que hacen superior a la refrigeración líquida es que los fluidos que se emplean tienen propiedades de transferencia térmica superiores a las del aire, lo que se traduce en una reducción del consumo para el mismo grado de enfriamiento. A esto se suma que la refrigeración líquida no requiere de la gran cantidad de ventiladores que se instalan con los sistemas basados en aire, y las bombas que usan en su lugar no consumen tanta electricidad.

Sostenibilidad

Como consecuencia de esta reducción en el consumo energético dedicado al enfriamiento, la refrigeración líquida puede ayudar a los operadores a mejorar en sostenibilidad. En esto también influye la notable reducción en el consumo de agua y la facilidad de estos sistemas para reutilizar el excedente de calor en aplicaciones como la calefacción urbana, algo que resulta muy costoso y menos eficiente con el enfriamiento por aire.

Optimización del espacio

Dado que la refrigeración líquida no necesita de los complejos sistemas de conducción de aire, como ventiladores, canalizaciones de gran diámetro, etcétera, el espacio que ocupa en los centros de datos es menor. Al cambiar a estos sistemas se libera espacio que puede dedicarse a nuevos equipos. Asimismo, las menores dimensiones de muchos sistemas de enfriamiento líquido permiten construir instalaciones perimetrales de dimensiones más pequeñas y con un rendimiento térmico mejorado.

Todas estas ventajas están convenciendo cada vez más a los operadores de centros de datos, aunque por el momento el coste de implementación está frenando la transición hacia la refrigeración líquida. Pero expertos como Allen creen que en los próximos años muchos centros de datos contarán con estos sistemas, ya sea en ciertos equipos o salas, o en todas las instalaciones. Especialmente las que se dediquen a cargas de trabajo intensivas en datos, como la inteligencia artificial o el análisis de big data en tiempo real, entre otras.

Aunque no todos los operadores optarán por la misma tecnología, ya que cada una tiene sus ventajas e inconvenientes. Las tres categorías que componen este mercado son las soluciones de refrigeración por inmersión, el enfriamiento por placas frías y la refrigeración por microcanal, directa a chip. La primera se considera más sostenible y con más posibilidades para los centros de datos, ya que los bastidores, con servidores dispuestos vcerticalmente, se sumergen en un baño abierto de fluido dieléctrico, que se hace circular mediante una CDU para eliminar el calor, sin necesidad de usar tubos a presión, racores, bombas de alta potencia y otros sistemas.

Las otras dos tecnologías son capaces de un mayor enfriamiento, especialmente la de refrigeración por microcanal incorporado, que emplea placas frías en ciertos componentes, como la CPU, la GPU, los chipsets o los módulos de memoria. Ambos sistemas sí requieren el uso de tubos con líquido a presión que se mueve desde la placa fría a una zona de intercambio de calor, ya sea con otro líquido o con aire.

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