A Unità CDU (unità di distribuzione del refrigerante) in un data center è un componente dell'infrastruttura di raffreddamento a liquido che riceve acqua refrigerata o refrigerante da una fornitura a livello di struttura, lo condiziona alla temperatura e alla pressione precise richieste dai rack dei server e lo fa circolare direttamente negli scambiatori di calore o nelle piastre fredde montate sui processori. A differenza dei tradizionali sistemi di raffreddamento ad aria che spingono l'aria fredda attraverso i componenti caldi, un'unità CDU trasferisce il calore attraverso il fluido, raggiungendo livelli di efficienza termica che l'aria semplicemente non può eguagliare alle densità di elaborazione moderne. In pratica, un'unità CDU ben progettata può supportare carichi termici del rack superiori 100 kW per rack , mentre le migliori implementazioni con raffreddamento ad aria raramente sostengono più di 20-25 kW per rack prima di affrontare problemi di hot spot.
La distinzione tra un'unità CDU e a Centralina idraulica DC vale la pena di chiarirlo fin dall'inizio. Una centralina idraulica CC utilizza pompe idrauliche azionate elettricamente per generare e regolare il fluido idraulico pressurizzato per l'azionamento meccanico, comune nell'automazione industriale, nei macchinari CNC e nei sistemi di presse. Un'unità CDU in un data center ha uno scopo fondamentalmente diverso: gestisce il flusso, la temperatura, la pressione e il monitoraggio del refrigerante dielettrico o a base d'acqua per rimuovere il calore di scarto dalle apparecchiature informatiche. Entrambi coinvolgono la fluidodinamica e il controllo di precisione, ma i loro ambienti operativi e le filosofie di progettazione differiscono in modo significativo. Confondere i due può portare a ordini di apparecchiature errati e costosi errori di installazione.
La crescente adozione di acceleratori IA, cluster GPU e storage ad alta densità ha spinto le densità di potenza medie dei rack da circa 7 kW nel 2015 a stime di 30–50 kW per rack entro il 2025 per strutture iperscalabili e di colocation che implementano carichi di lavoro di nuova generazione (fonte: Uptime Institute Global Data Center Survey 2023). A queste densità, le unità CDU non sono più opzionali: costituiscono il livello infrastrutturale fondamentale che determina se un data center può ospitare fisicamente l'hardware richiesto dai clienti.
Come funziona un'unità CDU: circuiti dei fluidi, scambio di calore e logica di controllo
Per comprendere il funzionamento dell'unità CDU è necessario considerare l'architettura a due loop utilizzata dalla maggior parte dei progetti moderni. Il circuito primario collega la CDU all'infrastruttura dell'acqua refrigerata dell'edificio o al dry cooler sul tetto. Il circuito secondario, a volte chiamato rispettivamente circuito lato struttura e lato IT, fa circolare il refrigerante alla temperatura e alla portata di cui i server effettivamente necessitano. Uno scambiatore di calore a piastre e telaio all'interno della CDU trasferisce il calore tra i due circuiti senza consentirne la miscelazione, proteggendo così le apparecchiature IT dagli additivi chimici e dai contaminanti presenti nei sistemi idrici degli edifici.
Circuito primario (lato struttura)
- Fornitura di acqua refrigerata generalmente a 7–18°C
- Concentrazioni di trattamenti chimici più elevate
- Gestito dal sistema di gestione dell'edificio (BMS)
- Alimenta più unità CDU nella sala dati
Circuito secondario (lato IT)
- Temperatura di alimentazione controllata a ±0,5°C
- È preferibile acqua deionizzata o demineralizzata
- Portata regolata in base al carico del rack tramite pompe a velocità variabile
- Rilevamento perdite integrato su collettori e attacchi rapidi
La logica di controllo all'interno di un'unità CDU monitora continuamente le temperature dell'acqua di mandata e di ritorno, la pressione differenziale nello scambiatore di calore, la velocità della pompa, la portata attraverso ciascun ramo del collettore rack e le condizioni ambientali. Quando un cluster GPU raggiunge improvvisamente il pieno carico di calcolo, i controller PID della CDU aumentano la velocità della pompa in pochi secondi e aprono le valvole modulanti per fornire ulteriore capacità di raffreddamento. Questa risposta dinamica è uno dei motivi per cui i data center raffreddati a liquido possono sostenere tassi di utilizzo medi più elevati — il sistema di raffreddamento si adatta in tempo reale anziché fare affidamento su volumi d'aria statici sovradimensionati.
Le moderne unità CDU espongono inoltre i dati dei sensori alla piattaforma DCIM (Data Center Infrastructure Management) del data center tramite Modbus TCP, BACnet o SNMP. Questa telemetria alimenta i calcoli dell'efficacia dell'utilizzo dell'energia (PUE) e i dashboard di pianificazione della capacità. Una struttura che utilizza unità CDU con integrazione DCIM attiva può in genere raggiungere a PUE compreso tra 1,03 e 1,15 , rispetto a 1,4–1,6 per strutture equivalenti raffreddate ad aria (fonte: Green Grid Technical Forum, Liquid Cooling White Paper WP#49, 2022).
Unità CDU e unità di potenza idraulica CC: differenze chiave che gli ingegneri devono conoscere
Poiché il termine "CDU" appare in diversi settori e "unità di potenza idraulica" si sovrappone concettualmente a qualsiasi sistema azionato da fluidi, gli ingegneri degli appalti, i gestori delle strutture e gli integratori di sistema richiedono occasionalmente un'unità di potenza idraulica CC quando hanno effettivamente bisogno di un'unità CDU per data center o viceversa. La tabella seguente riassume le differenze critiche in modo che i documenti delle specifiche possano essere scritti accuratamente fin dall'inizio.
| Parametro | Unità CDU (centro dati) | Centralina idraulica CC |
| Fluido primario | Acqua/acqua-glicole/fluido dielettrico | Olio idraulico minerale o fluido sintetico |
| Pressione di esercizio | 1–6 bar (circuiti di raffreddamento a bassa pressione) | 50–350 bar (attivazione ad alta pressione) |
| Funzione primaria | Rimozione del calore dalle apparecchiature informatiche | Azionamento meccanico (serraggio, sollevamento, pressatura) |
| Alimentazione | AC trifase (motori di pompe); DC per i controlli | Motore DC che aziona direttamente la pompa idraulica |
| Interfaccia di controllo | BACnet, Modbus TCP, SNMP, API REST | Logica relè, I/O PLC, bus CAN |
| Applicazione tipica | Raffreddamento server rack, HPC, cluster GPU | Presse industriali, bloccaggio CNC, sistemi di sollevamento |
| Scambiatore di calore | Placca centrale HX interna alla CDU | Radiatore dell'olio (raffreddato ad aria o ad acqua) |
Tabella 1: Confronto affiancato delle specifiche dell'unità CDU (data center) e dell'unità di potenza idraulica CC
Una fonte di confusione è che alcuni produttori di CDU di data center hanno adottato una terminologia presa in prestito dall'idraulica industriale, riferendosi ai gruppi pompa come "moduli idraulici" e alle reti di collettori come "collettori di distribuzione". Questa sovrapposizione linguistica è comprensibile da un punto di vista ingegneristico, poiché entrambi i sistemi coinvolgono circuiti di fluidi pressurizzati, pompe a velocità variabile, valvole di controllo del flusso e regolazione della pressione. Tuttavia, gli ambienti di utilizzo finale, la chimica dei fluidi e i requisiti di sicurezza sono completamente diversi, motivo per cui un linguaggio accurato delle specifiche è importante nella fase di approvvigionamento.
Tipi di unità CDU utilizzate nei moderni data center
Non tutte le unità CDU sono architettonicamente identiche. La scelta giusta dipende dall'infrastruttura ad acqua refrigerata esistente del data center, dalla densità target dei rack, dall'approccio di raffreddamento (raffreddamento a liquido diretto vs scambiatori di calore con porta posteriore vs immersione) e se la struttura è una nuova costruzione o un ammodernamento. Di seguito sono riportate le principali categorie nella distribuzione attuale.
Unità CDU a livello di riga
Le unità CDU a livello di fila vengono installate all'estremità di una fila di server e servono un numero definito di rack, in genere da 6 a 20 rack per unità. Si collegano alla rete dell'acqua refrigerata sopra o sotto il pavimento e distribuiscono il refrigerante attraverso un collettore alle singole piastre fredde dei rack o agli scambiatori di calore in fila con porta posteriore. L'implementazione a livello di fila è l'architettura più comune nei data center aziendali e in colocation che passano dal raffreddamento ad aria, perché consente un'implementazione incrementale senza riprogettare l'intera struttura. La capacità di raffreddamento per unità CDU a livello di fila varia generalmente da Da 50 kW a 300 kW , a seconda del numero di circuiti della pompa e del dimensionamento dello scambiatore di calore.
Unità CDU integrate in rack
Le unità CDU integrate nel rack sono montate direttamente all'interno o nella parte superiore di un singolo rack server. Gestiscono il circuito di raffreddamento solo per quel rack, rendendoli adatti per implementazioni ad altissima densità come i nodi di addestramento AI in cui un singolo rack può assorbire 60-120 kW. Poiché la CDU è posizionata nella stessa posizione del carico, i percorsi dei tubi di alimentazione e ritorno sono minimi, riducendo sia la caduta di pressione che la manodopera di installazione. Il compromesso è che ogni rack richiede la propria unità CDU, aumentando il costo di capitale unitario e moltiplicando il numero di collegamenti idrici dell'impianto.
Unità CDU del Campus Centrale
Le strutture di grandi dimensioni a volte utilizzano una sala unità CDU centrale che serve un'intera sala dati o più sale contemporaneamente. Le unità CDU centrali sono progettate su scala più ampia: alcune unità gestiscono 1 MW o più di dissipazione del calore — e si interfacciano direttamente con refrigeratori, torri di raffreddamento o economizzatori free-cooling. Questa architettura semplifica il controllo e la manutenzione a livello di struttura, ma richiede reti di distribuzione di tubazioni più complesse e maggiori investimenti iniziali in ingegneria civile.
Unità CDU di raffreddamento ad immersione
I sistemi di raffreddamento ad immersione monofase e bifase utilizzano un'unità CDU per far circolare il fluido dielettrico attraverso serbatoi in cui i server sono completamente immersi. La CDU in questo contesto è spesso chiamata unità di distribuzione dei fluidi (FDU), ma la funzione principale è identica: regolazione della temperatura, controllo del flusso e smaltimento del calore in un circuito dell'acqua dell'impianto. Le unità CDU di tipo a immersione devono gestire fluidi con requisiti di viscosità, calore specifico e compatibilità dei materiali significativamente diversi rispetto ai sistemi a base acqua. I sistemi ad immersione bifase aggiungono un circuito di recupero della condensa al design della CDU, aumentando la complessità meccanica ma consentendo una perdita di calore sensibile prossima allo zero.
Specifiche chiave da valutare quando si seleziona un'unità CDU per un data center
L'acquisto di un'unità CDU per un progetto di data center richiede la valutazione simultanea di diversi parametri interdipendenti. Un’unità ottimizzata per un parametro, ad esempio la capacità di raffreddamento massima, potrebbe sottoperformare in termini di efficienza energetica o manutenibilità se le altre specifiche non sono bilanciate correttamente. I seguenti parametri dovrebbero apparire su ogni richiesta di preventivo (RFQ) di unità CDU.
01
Capacità di raffreddamento (kW)
Capacità totale di smaltimento del calore alle portate nominali e alle temperature di ingresso di progetto. Richiedi sempre la curva di capacità (come cambia la potenza in kW all'aumentare della temperatura dell'acqua di alimentazione) e non solo la cifra di picco. Un'unità CDU da 200 kW con acqua di alimentazione a 14°C può fornire solo 140 kW se la temperatura dell'acqua refrigerata dell'impianto sale a 18°C durante una calda giornata estiva.
02
Intervallo di temperatura dell'acqua di fornitura
Le unità CDU progettate per il raffreddamento ad acqua calda (fornitura a 18–45°C) possono sfruttare il raffreddamento gratuito da torri di raffreddamento o raffreddatori a secco senza refrigerazione meccanica, riducendo drasticamente i costi energetici. Le unità che richiedono temperature di fornitura inferiori a 12°C in genere necessitano di un supporto attivo del refrigeratore tutto l'anno, il che aumenta significativamente le spese operative.
03
Portata e caduta di pressione
L'unità CDU deve fornire un flusso adeguato a tutti i rack collegati rimanendo entro i limiti di pressione dei collettori della piastra fredda. Le portate tipiche del lato IT vanno da Da 20 a 120 litri al minuto per una CDU a livello di riga. La caduta di pressione nello scambiatore di calore dell'unità e nelle tubazioni interne deve essere specificata alla portata massima.
04
Configurazione della ridondanza della pompa
I data center aziendali e mission-critical richiedono una ridondanza della pompa N 1 o 2N all'interno dell'unità CDU. Un'unità CDU a pompa singola non ha funzionalità di failover: se la pompa si blocca, il raffreddamento dei rack collegati si interrompe immediatamente. Le configurazioni N 1 con attivazione automatica della pompa di riserva rappresentano il minimo per le classificazioni dei data center Tier III e Tier IV.
05
Rilevamento e contenimento delle perdite
Le unità CDU devono incorporare sensori di perdite nel punto di connessione su ciascun collettore del rack, rilevamento di anomalie della portata e valvole di arresto automatico che isolano un ramo che perde senza interrompere il raffreddamento dei rack adiacenti. Il telaio dell'unità CDU dovrebbe includere anche un vassoio raccogligocce con un sensore galleggiante come ultima linea di difesa contro i danni causati dall'acqua.
06
Comunicazioni e telemetria
Specificare quali protocolli il controller dell'unità CDU supporta nativamente: Modbus RTU, Modbus TCP/IP, BACnet/IP, SNMP v2/v3 o API REST proprietaria. Verificare che l'unità sia esposta a tutti i sensori critici (temperature di mandata e di ritorno, portate dei singoli rami, velocità della pompa e codici di errore) in modo che il software DCIM possa creare un modello termico completo della struttura.
Installazione dell'unità CDU: percorso dei tubi, messa in servizio e insidie comuni
Anche un'unità CDU correttamente specificata avrà prestazioni inferiori o si guasterà prematuramente se l'installazione non viene eseguita correttamente. I seguenti punti rappresentano le lezioni apprese dalle reali implementazioni di data center raffreddati a liquido e vale la pena includerli nelle specifiche del progetto e nei documenti informativi degli appaltatori.
Lavaggio dei tubi prima del collegamento delle apparecchiature IT
I nuovi sistemi di tubi in rame o acciaio inossidabile accumulano residui di flusso, particelle metalliche e detriti di costruzione durante la fabbricazione. Se questa contaminazione entra nelle piastre fredde dei server o delle schede GPU, può bloccare microcanali con diametri interni piccoli come 0,5–1,5 mm , riducendo le prestazioni di raffreddamento e potenzialmente invalidando la garanzia dell'hardware. Il circuito secondario dell'unità CDU deve essere lavato con acqua deionizzata ad alta velocità e filtrato attraverso filtri assoluti da 5 micron finché le letture di torbidità e conduttività non soddisfano le specifiche del produttore prima di effettuare qualsiasi collegamento all'apparecchiatura IT.
Spurgo e degasaggio dell'aria
L'aria intrappolata nei circuiti di raffreddamento del liquido provoca la cavitazione della pompa, riduce l'effettivo trasferimento di calore sulle piastre fredde e accelera la corrosione attraverso l'esposizione all'ossigeno. Le unità CDU devono essere installate con sfiati d'aria automatici in tutti i punti alti del collettore di distribuzione. La procedura di riempimento iniziale deve includere un lento ciclo di riempimento e sfiato ripetuto fino al completo degassamento del circuito di circolazione, un processo che può richiedere diverse ore su un'ampia distribuzione a livello di fila.
Gestione della chimica dell'acqua
Il circuito secondario dell'unità CDU richiede una gestione continua della qualità dell'acqua. I parametri chiave da monitorare includono pH (intervallo target 7,0–8,5 per sistemi contenenti rame), conduttività (tipicamente inferiore a 50 µS/cm per sistemi con contatto diretto con piastra fredda), ossigeno disciolto (inferiore a 20 ppb per ridurre al minimo la corrosione) e contaminazione biologica. Alcuni operatori aggiungono pacchetti di biocidi e inibitori di corrosione; altri si affidano alla deionizzazione continua attraverso un letto di resina a scambio ionico installato in un circuito di bypass dell'unità CDU.
Compensazione della dilatazione termica
I tubi di raffreddamento a liquido si espandono e si contraggono man mano che la temperatura passa dallo stato di accensione a quello di spegnimento. Per un tratto di 20 metri di tubo di rame ciclico tra 18°C e 45°C, l'espansione lineare è di circa 9 mm (il coefficiente di dilatazione termica del rame è ~17 µm/m·°C). Anelli di espansione o connettori flessibili in acciaio intrecciato devono essere incorporati a intervalli regolari per prevenire l'accumulo di sollecitazioni sui giunti dei tubi, che è la causa più comune di perdite lente negli impianti di raffreddamento a liquido obsoleti.
Vantaggi in termini di efficienza energetica delle unità CDU rispetto al raffreddamento ad aria
Il business case per l'installazione di unità CDU in un data center si basa in definitiva sul risparmio sui costi energetici, sull'aumento della densità di elaborazione e sul miglioramento dell'affidabilità dell'hardware. Ciascuno di questi fattori è quantificabile, il che rende semplice la giustificazione della spesa in conto capitale per le strutture che si trovano ad affrontare vincoli di capacità di raffreddamento.
40%
Riduzione tipica del consumo di energia di raffreddamento quando si passa dal raffreddamento ad aria con pavimento sopraelevato al raffreddamento a liquido diretto basato su CDU con carichi rack equivalenti (fonte: ASHRAE TC9.9 Liquid Cooling Linee guida, 2021).
5x
Aumento della densità rack sostenibile per metro quadrato di spazio nella sala dati ottenibile con il raffreddamento a liquido basato su CDU rispetto alle tradizionali implementazioni di condizionatori d'aria per sale computer (CRAC).
15°C
Riduzione della temperatura media di giunzione del processore ottenibile con piastre fredde a raffreddamento a liquido diretto rispetto al raffreddamento ad aria allo stesso TDP, che è correlata alla durata estesa dei componenti e alla riduzione degli eventi di strozzamento termico.
Il vantaggio in termini di risparmio idrico delle unità CDU è altrettanto significativo. Un data center che utilizza un'unità CDU con un raffreddatore a secco a circuito chiuso sul tetto può raggiungere un L’efficacia dell’utilizzo dell’acqua (WUE) si avvicina allo 0,0 nei climi freddi dove il dry cooler può respingere il calore interamente attraverso la convezione senza evaporazione. Ciò è sempre più importante poiché i comuni impongono restrizioni sull’uso dell’acqua agli operatori dei data center nelle regioni con stress idrico.
Dal punto di vista dell’impronta di carbonio, il vantaggio PUE del raffreddamento basato su CDU si traduce direttamente in minori emissioni Scope 2. Se un data center assorbe 10 MW di carico IT e migliora il suo PUE da 1,5 a 1,1 implementando unità CDU, la riduzione di 4 MW nel consumo energetico generale, presupponendo un'intensità di carbonio nella rete di 0,4 kg CO2/kWh, impedisce l'emissione di circa 14.000 tonnellate di CO2 all’anno . Per le organizzazioni con impegni netti zero pubblicati, questo tipo di guadagno di efficienza a livello di infrastruttura è una delle leve più dirette disponibili.
Manutenzione dell'unità CDU: pianificazioni, procedure e gestione del ciclo di vita
Si prevede che un'unità CDU installata in un data center funzioni ininterrottamente per 10-15 anni con tempi di inattività minimi. Il raggiungimento di tale durata richiede un programma di manutenzione strutturato che copra sia i sottosistemi meccanici che quelli elettronici dell'unità.
| Compito di manutenzione | Frequenza | Punti di azione chiave |
| Analisi chimica dell'acqua | Mensile | pH, conducibilità, O2 disciolto, concentrazione di biocidi, livelli di inibitori |
| Filtro a Y/ispezione del filtro | Trimestrale | Pulire o sostituire gli elementi filtranti; controllare la presenza di particelle metalliche |
| Ispezione della tenuta meccanica della pompa | Annualeeee | Controllare il pianto delle foche; sostituire se il tasso di perdita supera la soglia del produttore |
| Scambiatore di calore performance test | Annualeeee | Confrontare l'attuale kW/delta-T con il riferimento; un aumento del fattore di incrostazione superiore al 20% attiva la pulizia chimica |
| Prova dell'attuatore della valvola di controllo | Semestrale | Prova di corsa completa; verificare il tempo di risposta e le posizioni dei finecorsa |
| Calibrazione del sensore di rilevamento perdite | Annualeeee | Testare ogni sensore con acqua deionizzata; verificare l'attivazione del relè di allarme |
| Pressione di precarica del vaso di espansione | Annualeeee | Controllare la precarica di azoto rispetto alle specifiche di progetto; ripressurizzare se più di 0,2 bar sotto il target |
Tabella 2: Programma di manutenzione consigliato per le unità CDU del data center
Gli azionamenti delle pompe a velocità variabile (VSD) sono tra i componenti di maggior valore all'interno di un'unità CDU e meritano particolare attenzione. L'usura dei cuscinetti nelle pompe centrifughe azionate da VSD segue tipicamente la distribuzione di Weibull, dopo la quale si verificano la maggior parte dei guasti 25.000–40.000 ore di funzionamento (circa 3–5 anni di funzionamento continuo). La pianificazione della sostituzione dei cuscinetti come attività di manutenzione preventiva al raggiungimento delle 30.000 ore evita lo scenario molto più distruttivo di un guasto imprevisto della pompa in una sala dati attiva.
Integrazione delle unità CDU nell'infrastruttura del data center esistente
L'adeguamento delle unità CDU in un data center originariamente progettato per il raffreddamento ad aria è uno dei progetti più comuni e tecnicamente più impegnativi nell'ambito dell'ammodernamento delle strutture. Le sfide abbracciano contemporaneamente ambiti strutturali, meccanici, elettrici e operativi.
Valutazione della disponibilità di acqua refrigerata
Il primo passo è determinare se l'impianto di acqua refrigerata esistente ha una capacità di riserva sufficiente per fornire unità CDU. Molti data center più vecchi sono stati costruiti con unità di trattamento dell'aria che consumavano l'intera potenza del refrigeratore. L'aggiunta di unità CDU senza aggiornare l'impianto dell'acqua refrigerata causerà un sovraccarico del refrigeratore durante i picchi di domanda di raffreddamento estivo. Una regola pratica affidabile prevede che ciascuna fila di unità CDU che serve 10 rack da 30 kW ciascuna richieda circa 300 kW di capacità di acqua refrigerata più un margine di sicurezza del 20%, quindi 360 kW totali, alla temperatura di mandata di progetto.
Penetrazioni di tubi e carichi strutturali
Il passaggio delle tubazioni di alimentazione e ritorno dell'acqua refrigerata dalla sala meccanica al pavimento della sala dati richiede attraversamenti attraverso pareti e pavimenti resistenti al fuoco. Ogni attraversamento dovrà essere sigillato al fuoco con materiali intumescenti che ripristinano la resistenza al fuoco della struttura. Il peso dei tubi riempiti (un tubo di 100 mm di diametro riempito con acqua pesa circa 9 kg per metro) deve essere preso in considerazione nei calcoli del carico della struttura del soffitto, in particolare negli edifici più vecchi non originariamente progettati per trasportare servizi umidi.
Strategia di implementazione graduale
Invece di convertire l’intera sala dati al raffreddamento a liquido in una sola volta, la maggior parte degli operatori adotta un approccio graduale: identificare le due o tre file a densità più elevata che si stanno già avvicinando ai limiti di raffreddamento ad aria, installare prima le unità CDU e i collettori per quelle file, convalidare le prestazioni e le procedure operative, quindi espandere fila per fila. Questo approccio limita le spese in conto capitale in ogni singolo ciclo di budget e dà al personale operativo il tempo di sviluppare competenze con il raffreddamento a liquido prima che diventi la piattaforma infrastrutturale dominante.
Squadre operative di formazione
I team operativi dei data center addestrati su infrastrutture raffreddate ad aria spesso hanno una familiarità limitata con la gestione dei prodotti chimici dell'acqua, la messa in servizio dei sistemi di tubazioni o le procedure di risposta alle perdite di liquidi. Prima che l'implementazione di un'unità CDU diventi operativa, il team operativo dovrebbe ricevere una formazione pratica riguardante la raccolta e l'interpretazione dei campioni d'acqua, le posizioni e le procedure delle valvole di isolamento di emergenza, la corretta tecnica di connessione e disconnessione per i raccordi a rilascio rapido e come interpretare gli allarmi delle unità CDU all'interno della piattaforma DCIM.
Direzioni future: dove sta andando la tecnologia dell'unità CDU
Il mercato delle unità CDU si sta evolvendo rapidamente in risposta alle richieste di infrastrutture AI, ai mandati di sostenibilità e ai progressi nella tecnologia di gestione dei fluidi. Vale la pena monitorare diverse tendenze per chiunque pianifichi un progetto di data center con un orizzonte di 3-7 anni.
Raffreddamento a liquido diretto ad acqua calda
I produttori di server, tra cui Intel, AMD e NVIDIA, stanno progressivamente aumentando la temperatura massima consentita dell'ingresso del liquido di raffreddamento per le loro soluzioni di raffreddamento a liquido diretto, dai 45°C delle generazioni attuali ai 60°C dei prodotti roadmap. Le unità CDU che funzionano con acqua di alimentazione a 60°C possono respingere il calore nell'aria ambiente attraverso dry cooler senza alcuna refrigerazione meccanica, anche in climi con temperature esterne fino a 40–45°C, eliminando virtualmente il consumo di elettricità legato al raffreddamento.
Controllo CDU basato sull'intelligenza artificiale
Le unità CDU di nuova generazione stanno iniziando a incorporare modelli di machine learning che prevedono i cambiamenti del carico di lavoro IT dalla telemetria DCIM e precondizionano il flusso del refrigerante prima dei picchi della domanda di calcolo, riducendo il superamento termico. Lo hanno dimostrato le prime implementazioni nei campus su vasta scala riduzioni di energia della pompa del 15–25% rispetto al controllo PID convenzionale, senza alcun aumento dei superamenti della temperatura di ingresso IT.
Integrazione del riutilizzo del calore
Le reti di teleriscaldamento in Scandinavia e in Europa centrale hanno iniziato ad accettare il calore di scarto dai data center che utilizzano unità CDU a temperature dell’acqua di ritorno più elevate (40–60°C). A Helsinki, il programma di recupero del calore di scarto di Fortum ricava la produzione termica dai circuiti CDU del data center per riscaldare gli edifici residenziali, con il data center che riceve un credito finanziario che compensa parzialmente i costi operativi delle unità CDU. Con l’aumento dei prezzi del carbonio a livello globale, si prevede che gli accordi sul riutilizzo del calore diventeranno una componente standard delle discussioni sull’approvvigionamento delle unità CDU.
Interfacce collettori standardizzate
L'Open Compute Project (OCP) e l'ASHRAE TC9.9 stanno collaborando su raccordi a connessione rapida standardizzati e dimensioni molteplici che consentirebbero alle unità CDU di diversi produttori di interfacciarsi con l'hardware del server utilizzando un connettore comune. Questo sforzo di standardizzazione, se adottato su larga scala, ridurrebbe l’attuale effetto di lock-in che lega i data center a un singolo fornitore di unità CDU per la durata del loro investimento in hardware cold plate.
