Guida all'unità di distribuzione del raffreddamento: come funzionano le CDU nei data center

Cosa fa effettivamente un'unità di distribuzione del raffreddamento

Ogni server rack raffreddato a liquido necessita di due circuiti d'acqua che non si mescolano mai. Il circuito dell'impianto trasporta l'acqua o una miscela di acqua e glicole da un impianto di refrigerazione, un dry cooler o una torre di raffreddamento alla fila di rack. Il circuito tecnologico, a volte chiamato circuito secondario, fa circolare un fluido molto più pulito e strettamente controllato direttamente attraverso le piastre fredde montate su CPU, GPU e memoria. Il l'unità di distribuzione del raffreddamento si trova tra questi due circuiti ed esegue quattro lavori contemporaneamente.

Innanzitutto, scambia il calore dal circuito secondario al circuito dell'impianto attraverso uno scambiatore di calore a piastre, senza mai lasciare che i due fluidi si tocchino fisicamente. In secondo luogo, pompa il fluido secondario attraverso i collettori del server a una portata controllata, solitamente misurata in litri al minuto per rack. In terzo luogo, filtra il particolato fuori dal circuito secondario per proteggere gli stretti canali all'interno delle piastre fredde, che possono essere piccoli fino a 0,3 millimetri. In quarto luogo, monitora e segnala la temperatura, la pressione, il flusso e lo stato delle perdite al sistema di gestione dell'edificio del data center.

Poiché il circuito secondario è sigillato e di volume ridotto rispetto al circuito della struttura, può funzionare a una temperatura più ristretta e prevedibile rispetto all'acqua grezza dell'edificio, motivo per cui il raffreddamento a piastra fredda può supportare valori di potenza di progettazione termica del chip che il raffreddamento ad aria non può raggiungere. Un rack che avrebbe bisogno di diverse migliaia di piedi cubi al minuto di flusso d'aria per rimanere entro una temperatura operativa sicura può invece essere raffreddato con poche decine di litri al minuto di fluido circolante, e questo è in gran parte il motivo per cui il raffreddamento a liquido è ora considerato il pratico interruttore a soffitto per la densità dell'acceleratore.

Vale la pena precisare cosa non è la CDU. Non è un refrigeratore, non genera freddo dal nulla e non sostituisce l'impianto meccanico. Si tratta di un dispositivo di trasferimento e controllo posizionato tra l'impianto e il rack e il suo compito è garantire che il fluido che tocca i trucioli rimanga all'interno di una fascia stretta e stabile indipendentemente da ciò che fa il circuito dell'impianto sull'altro lato dello scambiatore di calore.

Una breve storia di come le CDU hanno raggiunto la Data Hall

Le unità di distribuzione del raffreddamento non sono state avviate nei data center commerciali. Il progetto principale, un circuito secondario sigillato isolato dalla fornitura idrica dell'impianto attraverso uno scambiatore di calore a piastre, ha avuto origine decenni prima nei laboratori di calcolo ad alte prestazioni e nelle applicazioni di raffreddamento dei processi industriali, dove le apparecchiature sensibili avevano bisogno di acqua pulita e controllata chimicamente anziché di qualsiasi cosa uscisse dalla colonna montante dell'acqua refrigerata di un edificio. I centri di supercalcolo hanno adottato presto questo approccio perché i loro processori erano più caldi e più densi di qualsiasi altra sala server aziendale.

Mentre l'informatica basata su GPU si spostava da una nicchia di ricerca al cloud tradizionale e all'infrastruttura aziendale, lo stesso principio di isolamento è stato riconfezionato in una categoria di prodotti rivolta agli operatori di data center che non avevano mai toccato in precedenza un circuito liquido. Quello che era uno skid personalizzato costruito per l'installazione di un singolo supercomputer è diventato un prodotto standardizzato, montabile su rack o a pavimento con livelli di capacità definiti, collettori plug-and-play e monitoraggio remoto integrato dalla fabbrica. Questa standardizzazione è la ragione principale per cui il raffreddamento a liquido è diventato praticabile su scala commerciale anziché rimanere uno strumento specializzato per i laboratori nazionali.

Tipi di CDU in fila, in rack e sidecar a confronto

Le unità di distribuzione del raffreddamento sono generalmente vendute in tre formati fisici e la scelta influisce su tutto, dallo spazio al pavimento, al cablaggio, alla pianificazione della ridondanza.

Le unità in rack sono interessanti per i retrofit perché richiedono il minimo ingombro del circuito secondario e possono essere aggiunte a un singolo armadio senza toccare il resto della fila, ma moltiplicano il numero di pompe, filtri e scambiatori di calore che necessitano di manutenzione periodica in una sala. Le unità in fila rappresentano una via di mezzo favorita da molti fornitori di colocation perché un guasto di una singola unità interessa solo una manciata di armadi anziché un intero pod e l'unità può solitamente essere estratta e sottoposta a manutenzione dalla parte anteriore senza disturbare i rack vicini.

Le unità sidecar e a livello di stanza stanno diventando la scelta più comune per i nuovi cluster di formazione AI perché la centralizzazione del pompaggio e dello scambio di calore riduce il numero di parti mobili per rack e semplifica le zone di rilevamento delle perdite, anche se richiede un percorso di tubazioni del circuito secondario più ampio e un bilanciamento della pressione più attento attraverso una rete di distribuzione più lunga. Gli operatori che si spostano verso pod di formazione ad altissima densità, spesso nell'ordine di 100 kW e oltre per rack, tendono a gravitare verso questo formato perché consente al team di progettazione meccanica di concentrare l'accesso per la manutenzione, i pezzi di ricambio e il monitoraggio in un unico posto invece di distribuirlo su dozzine di unità a livello di armadio.

Architetture CDU liquido-liquido e liquido-aria

Oltre al formato fisico, le CDU differiscono anche per il modo in cui respingono il calore. Una CDU liquido-liquido, che è la configurazione più comune nelle nuove costruzioni, scambia il calore direttamente con l'acqua refrigerata dell'impianto o con il circuito dell'acqua del condensatore attraverso uno scambiatore di calore a piastre. Una CDU liquido-aria respinge invece il calore nell'aria ambiente attraverso un gruppo radiatore e ventola, il che significa che non richiede alcun collegamento all'acqua dell'impianto.

Vantaggi liquido-liquido

Questa architettura si adatta a densità molto più elevate perché l’acqua trasporta molto più calore per unità di flusso rispetto all’aria e disaccoppia completamente il circuito secondario dalle condizioni dell’aria della stanza, il che rende le prestazioni molto più prevedibili. È la scelta standard per qualsiasi struttura che disponga già di un impianto ad acqua refrigerata o di un circuito di raffreddamento a secco nella fila dei rack.

Vantaggi del liquido-aria

Questa architettura è utile in situazioni di retrofit in cui il collegamento di nuove tubazioni dell'acqua refrigerata su una fila non è pratico o in siti marginali più piccoli che non dispongono di alcun circuito dell'acqua della struttura. Il compromesso è che le unità liquido-aria dipendono ancora dalla temperatura dell'aria ambiente per la loro definitiva espulsione del calore, quindi la loro capacità ed efficienza si degradano leggermente nelle stanze calde e forniscono ulteriore calore nella stanza che il sistema di condizionamento dell'aria della stanza deve poi rimuovere.

Dove una centralina idraulica DC si inserisce nel circuito

Parte della confusione in cui si imbattono gli acquirenti deriva dal confondere le centraline idrauliche costruite per macchinari industriali con i gruppi di pompaggio all'interno di un'unità di distribuzione del raffreddamento. A Centralina idraulica DC , nel contesto del raffreddamento, si riferisce a un gruppo compatto pompa-motore-serbatoio che funziona con corrente continua, più comunemente 24 V o 48 V, e guida la circolazione del fluido per skid di raffreddamento a liquido più piccoli o distribuiti sui bordi in cui un pacchetto completo di pompe CA trifase sarebbe sovradimensionato o non disponibile.

I moduli di pompa alimentati in corrente continua si presentano più spesso in tre situazioni: armadi per telecomunicazioni che dispongono solo di centrali elettriche CC in loco, data center containerizzati o modulari costruiti per località remote senza alimentazione trifase stabile e gruppi di pompe di standby ridondanti che devono mantenere il fluido in circolazione durante un trasferimento momentaneo di potenza CA. In questi casi la centralina idraulica CC agisce come un muscolo all'interno della CDU, spostando il refrigerante attraverso il collettore e le piastre fredde mentre la scheda di controllo della CDU gestisce la posizione della valvola, la miscelazione del bypass e i setpoint della temperatura.

Una CDU ben progettata e costruita attorno a un'architettura di pompa CC include in genere una piccola batteria o un buffer di supercondensatore, quindi il pompaggio non si ferma nemmeno per le poche centinaia di millisecondi necessari a un interruttore di trasferimento automatico per spostarsi tra le alimentazioni di rete, poiché anche una breve interruzione della pompa può consentire punti caldi localizzati su una piastra fredda della GPU a pieno carico. Gli operatori delle telecomunicazioni, in particolare, fanno affidamento da tempo su impianti a 48 V CC per tutte le apparecchiature presenti in un armadio, e l'estensione dello stesso bus CC alla pompa di raffreddamento evita la necessità di un'alimentazione CA separata solo per far funzionare l'hardware di raffreddamento.

Dimensionamento di un'unità di potenza idraulica CC per uno skid di raffreddamento

Il dimensionamento segue la stessa fisica di base di qualsiasi selezione di pompa: la portata richiesta rispetto alla caduta di pressione del sistema determina la potenza del motore necessaria, quindi la tensione CC e l'assorbimento di corrente vengono derivati da tale potenza. Un piccolo skid di raffreddamento perimetrale che supporta un singolo rack potrebbe richiedere solo una pompa CC che assorbe meno di 150 watt, mentre un'unità sidecar più grande costruita attorno a un bus CC per un pod completo potrebbe richiedere un banco di pompe e un serbatoio molto più grande, a quel punto molti operatori valutano se un'architettura CC abbia ancora senso rispetto al pompaggio CA trifase standard.

Considerazioni sull'affidabilità specifiche dei moduli pompa CC

Poiché le unità di potenza idrauliche CC vengono spesso utilizzate in siti periferici non presidiati o con poco personale, la ridondanza e la diagnostica remota sono ancora più importanti che in una sala dati presidiata. Cercate teste della pompa doppie ridondanti che condividano un unico serbatoio, un monitoraggio dell'assorbimento di corrente in grado di segnalare un guasto al cuscinetto del motore prima che si guasti completamente e un controller in grado di segnalare lo stato tramite un'interfaccia standard anche quando il sito non dispone di personale IT in loco per ispezionare fisicamente l'unità.

Componenti principali all'interno di una moderna CDU

• Scambiatore di calore a piastre: trasferisce il calore tra la struttura e i circuiti tecnologici senza miscelazione di fluidi, in genere piastre in acciaio inossidabile o titanio brasate.
• Pompe ridondanti: quasi sempre utilizzato nella configurazione N1 in modo che un singolo guasto della pompa non interrompa il raffreddamento.
• Filtri antiparticolato progettati per catturare detriti fino a 25-50 micron prima che il fluido raggiunga i canali delle piastre fredde.
• Valvole modulanti a tre vie che miscelano il fluido di ritorno con il fluido di alimentazione per raggiungere una temperatura fissa del circuito tecnologico indipendentemente dalle oscillazioni dell'acqua dell'impianto.
• Flussometri e sensori di pressione differenziale su ciascun ramo del rack per rilevare tempestivamente i blocchi.
• Cavo di rilevamento perdite o sensori puntiformi posizionati nel punto più basso dell'armadio e sotto i collegamenti del collettore.
• Un serbatoio di espansione o camera d'aria per assorbire l'espansione termica del circuito secondario sigillato.
• Un controller con connettività di rete, solitamente Modbus TCP o SNMP, per l'integrazione con lo stack di monitoraggio del data center.
• Valvole di isolamento sia sul lato dell'impianto che sul lato del circuito tecnologico in modo che l'unità possa essere sottoposta a manutenzione o sostituita senza svuotare l'intera fila.
• Un pannello di interfaccia uomo-macchina locale, solitamente un piccolo touchscreen, per la regolazione del setpoint in loco e la revisione degli allarmi.

Ciascuno di questi componenti svolge un ruolo distinto nell'affidabilità complessiva e saltarne uno qualsiasi per ridurre i costi tende a manifestarsi in seguito come un problema di manutenzione o di fermo macchina piuttosto che come un risparmio immediato. Le valvole di isolamento, in particolare, vengono spesso trascurate nei progetti budget e la loro assenza trasforma un cambio di pompa di routine in un evento che richiede il drenaggio e il riempimento dell'intero circuito secondario della fila.

Dimensionare correttamente un'unità di distribuzione del raffreddamento

Sottodimensionare una CDU è l'errore più comune e più costoso commesso dagli operatori, perché un'unità che sembra adeguata sulla carta al carico di progettazione spesso non è in grado di gestire i picchi di potenza transitori che i moderni cluster GPU producono durante i picchi di addestramento. Tre numeri contano di più quando si sceglie la taglia.

Carico termico totale rispetto alla capacità nominale

Somma la potenza termica di progettazione di ogni componente raffreddato a liquido della fila, quindi applica un margine di sicurezza di almeno il 20% per futuri aggiornamenti del rack. Un'unità classificata esattamente per il carico odierno non lascia alcun margine quando un cliente passa a una generazione di acceleratori di potenza superiore diciotto mesi dopo, e il retrofit di una CDU dopo il fatto è molto più distruttivo che specificare un margine extra fin dall'inizio.

Temperatura di avvicinamento

Si tratta della differenza di temperatura tra l'acqua dell'impianto che entra nello scambiatore di calore e l'acqua del circuito tecnologico che ne esce. Una temperatura di approccio più ristretta, comunemente compresa tra 2 e 3 gradi Celsius su unità ben progettate, significa che la CDU può fornire acqua più fresca ai chip anche quando l'acqua dell'impianto è calda, il che è molto importante nei climi o nelle stagioni in cui un refrigeratore a secco non può produrre acqua molto fredda. Una temperatura di approccio più ampia, al contrario, costringe l’impianto della struttura a funzionare più freddo per compensare, il che aumenta il consumo di energia del refrigeratore in tutto l’edificio.

Portata per rack

La maggior parte dei produttori di piastre fredde specifica una portata richiesta per acceleratore, spesso compresa tra 1 e 3 litri al minuto per GPU. Moltiplicare questo valore per il numero di acceleratori in un rack, quindi verificare che la curva nominale della pompa della CDU possa mantenere quel flusso contro la caduta di pressione dell'intero collettore, dei tubi e dei raccordi a disconnessione rapida, poiché le sole disconnessioni rapide possono rappresentare una quota significativa della perdita di pressione totale del sistema. È normale che i team dimensionino le pompe in base alla sola caduta di pressione della piastra fredda e dimentichino di aggiungere le perdite del collettore e dei raccordi, che poi si presentano come un flusso inferiore al previsto una volta che il sistema è completamente costruito.

Comportamento a carico parziale

Un cluster raramente funziona continuamente alla massima potenza nominale. Periodi di inattività, intervalli di pianificazione dei lavori batch e finestre di manutenzione creano tutti condizioni di carico parziale e una CDU con pompe a velocità variabile può rallentare durante questi periodi per risparmiare energia anziché funzionare a pieno flusso indipendentemente dal carico termico effettivo. I progetti di pompe a velocità fissa sprecano una quantità misurabile di energia rispetto ai progetti a velocità variabile una volta presi in considerazione i modelli di utilizzo del mondo reale.

Requisiti di chimica dei fluidi e filtrazione

Il fluido del circuito secondario non è semplicemente acqua di rubinetto. La maggior parte degli operatori utilizza acqua deionizzata con un pacchetto inibitore della corrosione o una miscela di glicole propilenico quando è necessaria la protezione dal gelo in installazioni all'aperto o sui bordi. Il fluido non trattato o scarsamente filtrato è la causa principale del guasto prematuro della piastra fredda, poiché l'accumulo di calcare e la crescita biologica riducono nel tempo il diametro del canale interno e aumentano la resistenza termica tra il truciolo e il refrigerante.

Gli operatori in genere testano il fluido del circuito secondario su base trimestrale per verificare pH, conduttività e ossigeno disciolto e molti fornitori di CDU ora integrano sensori di conducibilità in linea che segnalano quando il fluido deve essere sostituito prima che degradi le prestazioni di raffreddamento. Un circuito ben mantenuto con filtraggio continuo può durare da tre a cinque anni tra una sostituzione completa del fluido, secondo le linee guida pubblicate dai produttori di apparecchiature di raffreddamento e confermate dai dati sul campo condivisi dagli operatori di colocation che utilizzano pod GPU densi.

Tipi di fluidi comuni utilizzati nei circuiti secondari

Migliori pratiche di filtrazione

Un approccio di filtrazione a strati funziona meglio nella pratica: un filtro grosso all'ingresso della CDU per catturare i detriti di grandi dimensioni, un filtro antiparticolato più fine valutato tra 25 e 50 micron posizionato prima che il fluido raggiunga il collettore e un circuito di filtrazione di bypass che lucida continuamente un piccolo flusso laterale di fluido anche mentre il circuito principale è in funzione. Questo approccio a strati cattura la maggior parte della contaminazione prima che raggiunga una piastra fredda, dove gli stretti canali interni rendono anche le particelle più piccole un vero rischio di blocco.

Modelli di ridondanza per distribuzioni CDU

La ridondanza della pompa all'interno di un singolo chassis CDU è una considerazione separata dalla ridondanza a livello di unità su una fila e la maggior parte delle specifiche ora richiedono entrambe le pompe interne doppie e almeno N 1 unità di riserva per qualsiasi implementazione che supporti l'elaborazione che genera entrate. La distinzione è importante perché la ridondanza della pompa interna protegge da un guasto di una singola pompa mentre la CDU stessa continua a funzionare, mentre la ridondanza a livello di unità protegge da un guasto dell'intera CDU, compreso lo scambiatore di calore, il controller o il treno di valvole.

Un'architettura 2N, in cui ogni fila ha una CDU completamente duplicata e un percorso di tubazioni indipendente, è la più resiliente ma raddoppia anche il costo di capitale per lo strato di distribuzione del raffreddamento, quindi tende ad essere riservata alle strutture in cui anche una breve interruzione del raffreddamento causerebbe una perdita inaccettabile di un lavoro di formazione di lunga durata o di un carico di lavoro di produzione.

Monitoraggio, controlli e integrazione con i sistemi di gestione degli edifici

Una moderna CDU è tanto una fonte di dati quanto un dispositivo meccanico. Ogni unità che vale la pena implementare oggi segnala la portata, la temperatura di alimentazione e di ritorno su entrambi i circuiti, la pressione differenziale, la velocità della pompa e l'assorbimento di corrente, le condizioni del filtro e lo stato delle perdite a una piattaforma di monitoraggio centrale. Questa telemetria viene inserita nel software di gestione dell'infrastruttura del data center della struttura, dove gli operatori possono correlare le prestazioni di raffreddamento direttamente con il carico IT.

Soglie di allarme che vale la pena configurare

Oltre ai semplici allarmi di alta e bassa temperatura, le strutture ben gestite configurano allarmi di velocità di variazione che rilevano una lenta deriva verso un problema ben prima che venga superata una soglia assoluta. Una portata che diminuisce gradualmente nell'arco di diverse settimane, ad esempio, spesso segnala che un filtro si sta avvicinando alla capacità molto prima di attivare un allarme di basso flusso e rilevare tempestivamente tale tendenza evita una sostituzione non pianificata del filtro durante un periodo di carico elevato.

Integrazione con i dati di carico IT

Le strutture che collegano la telemetria CDU direttamente ai dati di consumo energetico del server possono creare modelli predittivi che anticipano la domanda di raffreddamento prima di un carico di lavoro pianificato, anziché reagire solo dopo l’aumento delle temperature. Ciò è particolarmente utile per i cluster di addestramento dell’intelligenza artificiale, dove l’assorbimento di potenza può oscillare notevolmente in pochi secondi mentre un lavoro si sposta tra fasi pesanti di calcolo e fasi di comunicazione, e un ciclo di controllo CDU che può anticipare queste oscillazioni funziona in modo misurabile migliore di uno che reagisce alla temperatura solo dopo l’evento.

Efficienza energetica e il suo effetto sul consumo energetico totale dell'impianto

Poiché il raffreddamento a liquido sposta il calore in modo più efficiente dell'aria, le strutture che spostano un carico IT significativo su rack serviti da CDU generalmente registrano un miglioramento misurabile nell'efficacia complessiva dell'utilizzo energetico della struttura, poiché l'impianto meccanico spende meno energia per spostare l'aria e una parte maggiore dell'energia assorbita totale è destinata direttamente all'elaborazione. Le pompe a velocità variabile all'interno della CDU riducono ulteriormente il consumo energetico parassitario pompando solo la quantità di flusso effettivamente richiesta dal carico termico corrente anziché funzionare a velocità fissa indipendentemente dal carico.

Gli impianti che abbinano le CDU a un raffreddatore a secco o a un circuito di freecooling possono anche estendere il numero di ore all'anno durante le quali non è necessario alcun refrigeratore meccanico, poiché il controllo rigoroso della temperatura di avvicinamento della CDU consente un raffreddamento utile anche con acqua dell'impianto moderatamente calda. Gli operatori nei climi più freddi hanno riferito di aver esteso significativamente le ore di freecooling combinando una CDU a bassa temperatura di approccio con una strategia di controllo del dry cooler ben calibrata, secondo casi di studio pubblicati da produttori di apparecchiature di raffreddamento e ricercatori accademici sull'efficienza dei data center.

Errori comuni di installazione e messa in servizio

1. Saltando un test della pressione dell'azoto sul circuito secondario prima di riempirlo con il refrigerante, ciò consente di non rilevare piccole perdite finché il circuito non è attivo.
2. Il mancato lavaggio accurato delle nuove tubazioni lascia residui di produzione che successivamente ostruiscono i canali della piastra fredda.
3. Posizionamento dei sensori di perdite solo a livello del pavimento e mancanza di punti di gocciolamento sui collegamenti del collettore sopraelevato.
4. Sottodimensionamento del serbatoio di espansione, che provoca picchi di pressione quando il circuito si riscalda sotto pieno carico di calcolo.
5. Non convalidare le prestazioni della curva della pompa rispetto alla caduta di pressione di fabbrica, piuttosto che alla caduta teorica di progetto.
6. Collegamento di raccordi a sgancio rapido con un orientamento errato, che può limitare il flusso o impedire la corretta sigillatura a secco.
7. Trascurare i requisiti di collegamento e messa a terra sulle tubazioni metalliche, che nel tempo possono causare corrosione galvanica su giunti metallici diversi.
8. Mancata documentazione delle letture di flusso e pressione di riferimento al momento della messa in servizio, il che rende molto più difficile diagnosticare successivamente la deriva graduale delle prestazioni.

Programma di manutenzione continua per una CDU sana

Risoluzione dei problemi comuni di prestazioni della CDU

Portata in diminuzione nel tempo

Un calo graduale della portata indica quasi sempre che il filtro si sta avvicinando alla capacità o che si sta accumulando precocemente in qualche punto del circuito. Controllare la pressione differenziale nell'alloggiamento del filtro è solitamente il modo più rapido per confermare la causa prima di programmare la sostituzione del filtro.

Temperatura di avvicinamento in aumento

Se il divario tra la temperatura di mandata dell'impianto e la temperatura di mandata del circuito tecnologico aumenta rispetto al valore nominale dell'unità, è probabile che le piastre dello scambiatore di calore siano incrostate sul lato dell'impianto o sul lato tecnologico, oppure il flusso dell'impianto verso l'unità è diminuito a causa di una valvola parzialmente chiusa in un altro punto della fila.

Allarmi di perdite intermittenti

I fastidiosi allarmi di perdite sono spesso causati dalla formazione di condensa sulle linee di alimentazione fredde in una stanza umida piuttosto che da una vera e propria perdita di fluido. L'isolamento delle tubazioni fredde esposte e il controllo del controllo dell'umidità ambientale di solito risolvono il problema senza dover aprire il circuito.

Ciclo imprevisto della pompa

Le pompe che si accendono e si spengono rapidamente anziché funzionare costantemente a una velocità controllata di solito indicano un serbatoio di espansione sottodimensionato o una sacca d'aria intrappolata nel circuito che sta causando un'oscillazione della pressione oltre la banda di setpoint del controller.

CDU e raffreddamento ad immersione lavorano insieme

I serbatoi di raffreddamento per immersione, in cui interi server sono immersi in un fluido dielettrico, necessitano ancora di un modo per respingere il calore assorbito dal fluido e un'unità di distribuzione del raffreddamento viene comunemente utilizzata esattamente per questo scopo. In questa configurazione il circuito secondario della CDU fa circolare il fluido dielettrico attraverso uno scambiatore di calore collegato al serbatoio anziché attraverso piastre fredde, mentre il circuito primario è comunque collegato alla fornitura idrica dell'impianto nello stesso modo in cui lo farebbe per l'implementazione di piastre fredde.

La principale differenza di progettazione è che i fluidi dielettrici generalmente hanno una conduttività termica inferiore e una viscosità più elevata rispetto all'acqua, quindi le pompe e gli scambiatori di calore dimensionati per un circuito a piastre fredde a base d'acqua non sono automaticamente appropriati per un circuito ad immersione e i fornitori in genere offrono linee di modelli CDU separate ottimizzate appositamente per le proprietà del fluido dielettrico.

Fattori di costo oltre il prezzo di acquisto unitario

Il prezzo adesivo di un'unità di distribuzione del raffreddamento è solo una parte del costo totale di implementazione. Tubazioni, collettori, raccordi a disconnessione rapida, isolamento, vassoi di contenimento delle perdite e manodopera di messa in servizio spesso si sommano a una quota simile o maggiore della spesa totale, in particolare nei progetti di retrofit in cui il pavimento sopraelevato o i percorsi aerei esistenti non sono stati progettati pensando alle tubazioni dei liquidi. I costi correnti includono la sostituzione dei fluidi, i materiali di consumo dei filtri e l'elettricità assorbita dalle pompe stesse, che rappresenta una piccola frazione della potenza totale della struttura, ma che vale comunque la pena includere nei budget operativi a lungo termine.

Le strutture che pianificano costruzioni multifase spesso trovano più economico installare una CDU sidecar più grande con spazio per le fasi future piuttosto che installare diverse unità più piccole in sequenza, poiché la manodopera per le tubazioni e la messa in servizio cresce di più con il numero di eventi di installazione separati che con la dimensione fisica di una singola unità.

Dove sta andando il mercato

L’adozione del raffreddamento a liquido si è spostata rapidamente da uno strumento di calcolo ad alte prestazioni di nicchia a un requisito mainstream per l’addestramento dell’intelligenza artificiale e l’infrastruttura di inferenza, guidato direttamente dai dati di potenza della progettazione termica dell’acceleratore che ora superano regolarmente i 700-1000 watt per chip. Questo cambiamento ha spinto i fornitori di unità di distribuzione del raffreddamento verso unità sidecar e a livello di stanza più grandi, temperature di approccio più rigide e architetture di pompe, compresi i moduli a corrente continua, che possono integrarsi più facilmente con la batteria in loco e l'infrastruttura di alimentazione per il funzionamento continuo durante le transizioni di alimentazione.

Le strutture che si erano standardizzate sul raffreddamento ad aria solo tre anni fa stanno ora adattando le sale meccaniche appositamente per ospitare file e file di CDU, e lo spazio una volta riservato ai sistemi di trattamento dell'aria delle sale computer viene invece sempre più assegnato alle infrastrutture di raffreddamento a liquido. I fornitori stanno inoltre convergendo su collettori più standardizzati e interfacce a disconnessione rapida, il che riduce il carico di progettazione personalizzata ogni volta che viene introdotta una nuova generazione di server e rende più semplice per gli operatori combinare hardware di più produttori all'interno della stessa fila raffreddata a liquido.