Las densidades de potencia de los racks en los centros de datos están aumentando rápidamente para dar soporte a cargas de trabajo de IA de alta densidad y computación de alto rendimiento (HPC). Como resultado, la arquitectura eléctrica de los centros de datos está evolucionando, con 800 VDC (corriente continua) emergiendo como el nuevo estándar para alimentar los racks y responder a estas exigencias. Paralelamente a este cambio, las implicaciones que la arquitectura de 800 VDC tiene sobre la refrigeración se están convirtiendo en un aspecto clave. A medida que esta transición avance, podrían surgir nuevas exigencias para la gestión térmica de los centros de datos, obligando a los operadores a adaptarse a la refrigeración de racks de alta densidad.
No obstante, las primeras implantaciones de soluciones de 800 VDC no implican necesariamente un cambio radical en la infraestructura de refrigeración. La gran transformación arquitectónica ya comenzó hace varias generaciones de GPU, cuando las densidades alcanzaron varios cientos de kW por rack. Muchos centros de datos ya han implantado o están planificando sistemas de refrigeración líquida para gestionar este incremento térmico. Estos sistemas están diseñados para escalar al ritmo del crecimiento de la computación de alta densidad (incluidos los racks de 800 VDC) y también permiten refrigerar la infraestructura eléctrica a medida que evoluciona.
Por qué los 800 VDC son importantes para los centros de datos
La tecnología 800 VDC responde al reto de suministrar energía a racks que se acercan a los 400 kW e incluso los superan, muy por encima de los límites de las arquitecturas tradicionales de corriente alterna (CA) y de 48 VDC. Como parte de esta transición, la energía se suministra al rack en corriente continua, desplazando la conversión de CA a CC fuera del rack de TI.
En una primera fase, esta transición puede realizarse mediante la instalación de racks de alimentación de 800 VDC, también conocidos como sidecars, sin necesidad de realizar cambios importantes en la infraestructura existente aguas arriba, incluidos los sistemas eléctricos de los centros de datos hiperescala. Desde el punto de vista de la refrigeración, este enfoque es comparable a la forma en que las unidades CDU de líquido a aire (Liquid-to-Air CDUs) se utilizaron inicialmente para incorporar refrigeración líquida en centros de datos originalmente refrigerados por aire.
Cómo afectarán los 800 VDC al espacio blanco (whitespace)
La adopción inicial de los 800 VDC se centrará en los racks de GPU más recientes y de mayor rendimiento, llevando la densidad de potencia a nuevos niveles. Aunque el calor generado por estos racks puede gestionarse mediante los sistemas actuales de refrigeración líquida, el volumen de calor disipado hacia el circuito del sistema de refrigeración térmica (TCS) aumentará a medida que crezca el tamaño de las filas de racks.
Además, el porcentaje de calor capturado por los circuitos de refrigeración líquida será cada vez mayor, ya que más componentes dentro del rack pasarán a refrigerarse mediante líquido. Esto incluye las barras colectoras (busbars) de 50 VDC y las fuentes de alimentación integradas en el rack, que también adoptarán refrigeración líquida para soportar mayores densidades de potencia.
En las primeras implantaciones también será necesario tener en cuenta, desde el punto de vista térmico, los sidecars de alimentación ubicados en el whitespace. Inicialmente serán refrigerados por aire y, debido a sus elevadas potencias, podrán disipar más de 20 kW de calor al ambiente, una cifra comparable a la de un rack refrigerado por aire de alta densidad.
Dado que el rack de GPU adyacente probablemente tendrá una refrigeración activa por aire muy limitada, la mayoría de los diseños actuales del whitespace deberían ser compatibles con la implantación conjunta de un rack de 800 VDC y su correspondiente sidecar desde el punto de vista de la refrigeración por aire.
Cómo los 800 VDC transformarán la infraestructura del centro de datos
Del mismo modo que la infraestructura de refrigeración líquida a nivel de instalación estaba destinada a sustituir las unidades CDU de aire a líquido, la infraestructura eléctrica de los centros de datos evoluciona ahora para suministrar 800 VDC directamente, eliminando la necesidad de sidecars de alimentación.Centralizar el suministro de 800 VDC facilita la ampliación de grandes clústeres de computación, aunque también implica nuevos retos para la infraestructura de refrigeración.
Cuando la conversión centralizada a 800 VDC se realiza mediante convertidores de potencia con entrada de corriente alterna de baja tensión —como un SAI de corriente continua (DC UPS) o convertidores AC/DC—, la alimentación en corriente alterna puede seguir suministrándose a los equipos mecánicos (CDUs y CRAHs) desde la misma línea eléctrica que alimenta los racks GPU de 800 VDC. Este es el enfoque inicial más sencillo y no requiere modificaciones en los equipos de refrigeración existentes.
A medida que aumenta la escala de los centros de datos, surgen nuevas razones para convertir directamente desde media tensión (MV) a 800 VDC, ya sea mediante un transformador de estado sólido (SST) o una unidad transformador-rectificador (TRU). Aunque este tipo de equipos puede refrigerarse por aire, como ocurre con los equipos tradicionales de las salas eléctricas, la creciente demanda de densidad de potencia acabará impulsando la adopción de infraestructuras eléctricas refrigeradas por líquido. En algunos casos, también serán necesarias unidades CDU localizadas o de menor tamaño para gestionar las condiciones térmicas entre los servidores y los sistemas eléctricos.
La conversión directa de media tensión a 800 VDC para alimentar los racks GPU también tiene implicaciones sobre la alimentación de los equipos térmicos y mecánicos. Es posible mantener alimentación en corriente alterna si los equipos de refrigeración reciben energía desde líneas independientes de las que alimentan las GPU. Este escenario resulta especialmente probable para enfriadoras (chillers) y otros equipos centralizados de gran tamaño que, en grandes fábricas de IA, ya suelen disponer de líneas eléctricas dedicadas. Además, los equipos de red y otros sistemas auxiliares pueden requerir mantener líneas de corriente alterna en el whitespace para alimentar equipos de refrigeración de menor tamaño, como CDUs y CRAHs. Otra posibilidad consiste en alimentar estos equipos de refrigeración desde la misma línea de 800 VDC que abastece a la infraestructura de TI, mediante un inversor específico que permita seguir utilizando equipos de corriente alterna o incorporando directamente CRAHs y CDUs compatibles con 800 VDC como parte de una transición más amplia hacia esta arquitectura.
Preparándose para el futuro de los 800 VDC
La transición hacia los 800 VDC supone un paso decisivo en la forma en que los centros de datos suministran energía a las cargas de trabajo de IA de alta densidad, pero no exige reinventar completamente los sistemas de refrigeración. En muchos aspectos, el sector ya ha sentado las bases para este cambio. La adopción de arquitecturas líquidas e híbridas para IA y computación de alta densidad ha proporcionado la flexibilidad necesaria para soportar tanto los entornos actuales basados en GPU como la siguiente generación de soluciones 800 VDC apoyadas en sidecars. La centralización del suministro de 800 VDC dentro de la infraestructura del centro de datos tendrá un mayor impacto sobre el diseño de los sistemas de refrigeración. Sin embargo, si las estrategias de alimentación eléctrica y refrigeración se planifican de forma conjunta desde las primeras fases, los operadores podrán escalar sus instalaciones de forma más eficiente y aprovechar todo el potencial de la inteligencia artificial. Descubre más consultando «Navegando por las arquitecturas de refrigeración líquida para centros de datos con cargas de trabajo de IA», donde encontrarás las claves para evaluar y seleccionar la estrategia de refrigeración líquida más adecuada para tu centro de datos de IA.
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