La creciente demanda de servicios digitales continúa en todo el mundo, lo que estimula la proliferación continua de centros de datos de hiperescala cada vez más potentes. La Agencia Internacional de la Energía (IEA, por sus siglas en inglés) estima que "la cantidad de usuarios de Internet en todo el mundo se ha más que duplicado desde 2010, mientras que el tráfico mundial de Internet se ha multiplicado por 20".
Con ese crecimiento, ha surgido una necesidad cada vez más apremiante de evaluar el impacto ecológico de una infraestructura de datos tan masiva. Según la Oficina de Eficiencia Energética y Energías Renovables de los Estados Unidos, los centros de datos son uno de los tipos de edificios que consumen más energía: a menudo, consumen entre 10 y 50 veces la energía por superficie de un edificio de oficinas comerciales típico. Además, la IEA informa que los centros de datos y las redes de transmisión son responsables de casi el uno por ciento de todas las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con la energía.
A partir de esto, se deduce que las emisiones y el consumo de energía de los centros de datos están siendo objeto de un mayor escrutinio regulatorio. Por ejemplo, a partir de 2023, la Directiva de Eficiencia Energética (EED) de la Comisión Europea exigirá que los centros de datos de la Unión Europea "con una demanda de energía de TI instalada de, al menos, 100 kilovatios, informen públicamente su rendimiento energético anualmente", según Data Center Knowledge. Las métricas fundamentales incluirán la eficacia del uso de energía, agua y carbono; el factor de reutilización de energía; la utilización de energía renovable; la relación de eficacia del enfriamiento; y más.
Apuntar a la eficiencia: enfriamiento de servidores
Ahora es el momento de que los centros de datos evalúen de forma proactiva la eficiencia de sus operaciones. Un área de oportunidad (y de creciente urgencia) son los sistemas de enfriamiento para servidores cada vez más potentes. A medida que aumenta la energía, también aumenta el calor generado, lo que significa que los sistemas de calefacción, ventilación y enfriamiento (HVAC) deben utilizar más energía para compensar. Pero incluso eso puede no ser suficiente, ya que la creciente escala de los centros de datos modernos ha comenzado a hacer que los métodos tradicionales de enfriamiento por aire no solo sean ineficientes, sino también ineficaces.
Un método de enfriamiento cada vez más maduro tiene mayor potencial: el enfriamiento por inmersión, en el que el hardware se sumerge en un fluido dieléctrico. Es una opción práctica para superar los problemas de calor, con notables beneficios de ahorro de energía en comparación con las configuraciones tradicionales de HVAC.
Cómo el enfriamiento por inmersión ahorra energía
En las aplicaciones de enfriamiento por inmersión, todos los componentes informáticos se sumergen en fluidos no conductores de electricidad, lo que transfiere el calor del equipo de manera mucho más eficiente que el aire frío.
Existen configuraciones de enfriamiento por inmersión monofásicas y bifásicas. En el enfriamiento por inmersión monofásico, el hardware se sumerge en un fluido dieléctrico que entra en contacto directo con los equipos de TI, y que aleja el calor a medida que el fluido pasa a través de un mecanismo de rechazo de calor, generalmente operado con agua de la instalación. En el enfriamiento bifásico, un fluido a base de fluorocarburos hierve fácilmente cuando entra en contacto con puntos calientes de los equipos, lo que genera la transformación del fluido de líquido a vapor que se condensa y recircula en el tanque de enfriamiento.
Ambas configuraciones ofrecen una eficiencia energética superior, una mayor densidad informática y características de enfriamiento mejoradas en comparación con los sistemas convencionales. Sus beneficios incluyen:
Densidad de potencia mejorada.Los sistemas de enfriamiento por inmersión permiten que los centros de datos alberguen y mantengan una infraestructura de servidores más potente para satisfacer la creciente demanda.
Equipos de mayor duración. Una gestión térmica más eficaz puede dar lugar a un menor estrangulamiento o tiempo de inactividad de los equipos. Los sistemas de inmersión monofásicos también pueden prolongar la vida útil de los equipos de TI en comparación con los sistemas de enfriamiento indirecto y por aire al reducir la complejidad en el diseño del servidor (p. ej., sin que se requieran ventiladores integrados) y reducir las temperaturas operativas para evitar la degradación térmica de los componentes de los servidores.
Mejora en la PUE. Al eliminar los sistemas de enfriamiento por aire que consumen mucha energía, el enfriamiento por inmersión permite a las instalaciones aumentar su eficacia en el uso de la energía (PUE) hasta entre un 20 % y un 25 % al canalizar más consumo de kilovatios directamente al hardware.
Operación más sostenible1. Los sistemas monofásicos utilizan menos agua que otras soluciones/tecnologías de enfriamiento y eliminan los fluidos a base de fluorocarbonos que se encuentran, comúnmente, en aplicaciones bifásicas y que pueden tener un potencial de calentamiento global desfavorable.
Vale la pena señalar que los sistemas monofásicos presentan algunas ventajas únicas frente a los bifásicos. En primer lugar, existe un potencial significativo para adaptar el fluido en un sistema monofásico, lo que crea una oportunidad para soluciones que satisfagan las necesidades del hardware futuro. Las soluciones de enfriamiento por inmersión monofásicas también pueden reducir, aún más, las emisiones de carbono, influir positivamente en el consumo de energía, y más. Y hay un potencial aún mayor por delante: los sistemas de enfriamiento por inmersión, pronto, podrán contribuir a la recuperación de calor y la reutilización de energía, posibilidades que, algún día, podrían alimentar a los propios centros de datos o, incluso, a las comunidades cercanas.
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Información adicional sobre las soluciones de enfriamiento por inmersión de Lubrizol
1 El enfriamiento bifásico se verá afectado por las normas de la EPA y la salida de 3M de los "productos químicos permanentes" de PFAS - DCD (datacenterdynamics.com)
