Las cargas de trabajo de IA están redefiniendo el diseño de los centros de datos, llevando las densidades de potencia más allá de lo que el aire por sí solo puede soportar. Si bien la refrigeración por aire seguirá desempeñando un papel vital en la infraestructura existente, la refrigeración líquida se está volviendo esencial para mantener el rendimiento y la eficiencia que exigen los sistemas de IA. Los operadores más preparados para el futuro no están reemplazando una por la otra; están integrando estratégicamente ambas, guiados por socios que comprenden toda la cadena térmica, desde el silicio hasta el enfriador.
El debate actual sobre la refrigeración por aire frente a la refrigeración líquida gira en torno a la necesidad de disipar el calor generado por la infraestructura de inteligencia artificial (IA). La IA requiere hardware nuevo y más denso —chips de alta densidad y unidades de procesamiento gráfico (GPU)— que generan mucho más calor que las cargas de trabajo tradicionales. Como resultado, la refrigeración por aire está alcanzando sus límites térmicos. Los sistemas de refrigeración por aire no pueden impulsar suficiente aire para disipar todo el calor generado por las GPU. Habría que colocar racks de IA de alta densidad en un túnel de viento para que la refrigeración por aire pudiera gestionar tal cantidad de calor.
Para complicar aún más la situación, la refrigeración por aire ya representa hasta el 40 % del consumo total de electricidad de un centro de datos típico, según un informe reciente de Deloitte . Esta es una de las razones por las que la refrigeración líquida está ganando popularidad, ya que proporciona una mejor transferencia térmica y reduce el consumo de energía.
¿Es la refrigeración líquida realmente más eficiente energéticamente que la refrigeración por aire?
La refrigeración líquida reduce el consumo energético hasta en un 90 % en comparación con los sistemas de refrigeración por aire. De este modo, además de mitigar el calor extremo generado por el hardware de IA, optimiza el funcionamiento de los centros de datos. Los líquidos son mejores conductores del calor que el aire, y las soluciones de refrigeración líquida consumen menos energía que los ventiladores necesarios para la refrigeración por aire. Por ello, la refrigeración líquida y las soluciones híbridas son componentes esenciales para el buen funcionamiento de las cargas de trabajo de IA y computación de alto rendimiento (HPC).
Un centro de datos con refrigeración líquida para optimizar las cargas de trabajo de IA.
Para optimizar las cargas de trabajo de IA, la refrigeración líquida es imprescindible, no una opción. Permite que los chips de alta densidad en los servidores de IA funcionen más rápido y durante más tiempo, por lo que se ha convertido en una prioridad en la construcción y modernización de nuevos centros de datos. Sin embargo, el cambio de la refrigeración por aire no es tan sencillo como pulsar un interruptor. La refrigeración por aire seguirá siendo necesaria en el futuro previsible, ya que disipará aproximadamente el 20 % del calor.
La innovación en chips avanza ahora al ritmo de la tecnología de consumo. A medida que los líderes en semiconductores, AMD y NVIDIA, lanzan nuevos procesadores de IA, los centros de datos deben evolucionar, adoptando la refrigeración líquida como elemento central de su estrategia térmica.
¿Cómo pueden los centros de datos realizar la transición a la refrigeración líquida?
Existen diversos métodos de refrigeración líquida. Por ejemplo, los sistemas Motivair de Schneider Electric utilizan el método de refrigeración directa monofásica, que consiste en hacer circular el refrigerante a través de un circuito cerrado para disipar el calor. Este método lleva más tiempo en el mercado que otros, como la inmersión monofásica, la inmersión bifásica y la refrigeración líquida directa bifásica. Ofrece la forma más escalable y eficiente de refrigeración líquida.
A medida que los centros de datos se centran cada vez más en las GPU, los operadores necesitan elaborar estrategias para la adopción de la refrigeración líquida:
El intercambiador de calor de puerta trasera (RDHx) – ChilledDoor® de Motivair permite enfoques híbridos para la transición a la refrigeración líquida, como la refrigeración líquida asistida por aire . Los ventiladores montados en una puerta en la parte posterior de un rack transfieren el calor de los servidores a una serpentina de agua de circuito cerrado, que absorbe el calor y libera aire más frío en el centro de datos. La refrigeración se produce directamente en la fuente de calor con una mínima pérdida de eficiencia. Este método se puede implementar fácilmente en centros de datos existentes sin necesidad de una modernización completa.
Unidad de Disipación de Calor (HDU) : este intercambiador de calor aire-líquido ofrece una solución de transición para centros de datos. Una HDU puede implementarse en centros de datos sin tuberías ni acceso a agua. La unidad hace circular el refrigerante de las CPU y GPU en un circuito cerrado, con ventiladores que soplan sobre las bobinas para disipar el calor. Si bien estas unidades tienen limitaciones en su capacidad de refrigeración, sirven como puente hacia la refrigeración líquida en centros de datos tradicionales con refrigeración por aire.
Unidad de Distribución de Refrigerante (CDU) : este método líquido-líquido es más adecuado para construcciones nuevas o instalaciones existentes con acceso a agua. Requiere una infraestructura de plomería para operar un sistema de circuito cerrado que circule el refrigerante desde los servidores y otros equipos hasta la planta de agua fría de la instalación, donde se elimina el calor.
Equilibrando la refrigeración por aire y por líquido en los centros de datos para la era de la IA.
La refrigeración líquida ofrece el rendimiento y la eficiencia necesarios para gestionar el intenso calor generado por las cargas de trabajo con GPU, reduciendo el consumo energético y mejorando la fiabilidad. Esta transición no se producirá de la noche a la mañana. Muchas instalaciones adoptarán sistemas híbridos aire-líquido mediante soluciones como intercambiadores de calor en la puerta trasera y unidades de distribución de alto rendimiento (HDU). Estas soluciones permiten una transición gradual hacia operaciones sostenibles y preparadas para la IA. Descubra soluciones de refrigeración integrales que redefinen el rendimiento para cargas de trabajo de IA y computación de alto rendimiento (HPC). También puede contactar con un experto de Schneider Electric para que le ayude a evaluar y diseñar una estrategia de refrigeración que respalde el crecimiento futuro de su centro de datos.
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