La refrigeración líquida acelera su presencia en los centros de datos

Los centros de datos tienen mucho en común con los coches. Cada vez los coches son más potentes, más rápidos, procesan más datos e información. Hoy por hoy prácticamente todos los fabricantes siguen invirtiendo en tecnología para sus vehículos, sea esta aplicada a la seguridad o al confort, a la conectividad, o al uso de energía, sea eléctrico, hibrido o de combustible. Lo mismo ocurre con los centros de datos que cada vez son más potentes, con mejores prestaciones, con una capacidad creciente de procesamiento empaquetada en servidores que dan soporte a la inteligencia artificial y otras muchas más aplicaciones.

Sabemos que en los coches después de pasar por el motor y absorber el calor generado en la cámara de combustión, el líquido caliente llega al radiador, donde una corriente de aire generada por un ventilador lo enfría. Luego el líquido refrigerante retorna al motor para comenzar de nuevo el ciclo. El mismo concepto se aplica a la refrigeración de centros de datos, aunque en los centros de datos la refrigeración líquida ya es mucho más sofisticada y avanzada que en el sector automovilístico.

En los últimos años se ha visto cómo los sistemas convencionales de refrigeración en los centros de datos, basados en flujo de aire, han tenido dificultades para soportar las cargas de trabajo de la IA. Esta nueva tecnología, y especialmente sus procesadores, generan una gran cantidad de calor que desborda las soluciones convencionales de refrigeración por aire. Los requisitos de energía del rack superan los 20 kilovatios (kW) en un número creciente de instalaciones, y muchas organizaciones ahora buscan implementar racks con requisitos de 50 kW o más.

Dados estos requisitos, los sistemas de refrigeración por aire han evolucionado continuamente para abordar densidades más altas con mayor eficiencia, pero hay un punto en el que el aire simplemente no tiene las propiedades de transferencia térmica requeridas para proporcionar suficiente refrigeración a los racks de alta densidad de una manera eficiente. Esto puede reducir el rendimiento y la fiabilidad de los servidores especializados, además de afectar directamente a la eficiencia energética. A medida que se implementan más racks de alta potencia, la refrigeración por aire comienza a ser menos eficiente desde una perspectiva económica y de sostenibilidad. Como resultado, más organizaciones están explorando la viabilidad de llevar líquido al rack para aumentar la capacidad y la eficiencia de refrigeración del centro de datos.

La tecnología de refrigeración líquida cuenta con la capacidad de refrigerar de forma eficiente y efectiva racks de 50 kW o más. Aunque se están desarrollando algunas instalaciones específicas, la mayoría de los despliegues de refrigeración líquida actuales implican transformar las instalaciones existentes refrigeradas por aire en instalaciones mixtas refrigeradas por aire y por líquido. Pero en la actualidad, la experiencia, las tecnologías y las mejores prácticas ya están disponibles para respaldar un despliegue mínimamente disruptivo y de éxito. ¿Y los beneficios? Más allá de proporcionar soporte para las aplicaciones de las que empresas serán cada vez más dependientes como la IA, incluyen más capacidad en la misma superficie ocupada, mejoras drásticas en la eficiencia y un menor coste total de propiedad.

Los avances en tecnologías como la “refrigeración líquida”, pueden ayudar a los data centers a reducir sus emisiones de carbono. La refrigeración líquida requiere menos energía para refrigerar los centros de datos que el uso de aire para controlar la temperatura. La tecnología se encuentra en una fase temprana y aún no se usa de modo generalizado. Sin embargo, se espera que crezca rápidamente en los próximos tres años.

Además, la refrigeración líquida no solo crea oportunidades para reducir el consumo de energía del centro de datos y mejorar la eficacia del uso de energía, sino que proporciona un enfoque más eficaz para reutilizar el calor capturado para reducir la demanda de los sistemas de calefacción de los edificios. Eso es porque la temperatura del agua de retorno de los sistemas puede ser de 60 grados Celsius o superior y la transferencia de calor de líquido a líquido es más eficiente de lo que es posible con los sistemas basados en aire.

Un reciente estudio realizado por Omdia, empresa de investigación del sector tecnológico, predice un fuerte crecimiento de soluciones basadas en refrigeración líquida (se espera que se duplique entre 2020 y 2024), incluida la “refrigeración por inmersión”, en la que los servidores y otros equipos de TI se sumergen en líquido refrigerante en los contenedores, o la “directa al chip”, en la que el refrigerante líquido se conduce directamente a los chips informáticos en los equipos del data center para mantenerlos fríos.

Al aprovechar las propiedades de transferencia térmica más altas que ofrecen el agua u otros fluidos para permitir una refrigeración eficiente y rentable de los racks de alta densidad, la refrigeración líquida tiene el futuro asegurado. Hasta hoy, el enfoque ha sido probado en múltiples aplicaciones, como grandes ordenadores centrales y ordenadores de juegos, pero no se usa comúnmente para servidores montados en rack. Eso está cambiando rápidamente y a medida que proliferan los racks de alta densidad, la refrigeración líquida se está moviendo de su nicho en los centros de computación de alto rendimiento (High-Performance Computing, HPC) hacia un uso más generalizado.

Las tendencias indican que la refrigeración líquida irá en aumento en los años venideros y no sólo en los centros de datos convencionales, también en los periféricos, aunque para la estandarización de la refrigeración a nivel de rack aún queden unos años. Ha pasado mucho tiempo, pero la refrigeración líquida se ha posicionado finalmente para romper las barreras que algunos predijeron hace 15 años.