Construire des centres de données plus verts
L’électrification et la numérisation entraînent des défis et des opportunités en matière de durabilité. La demande en électricité devrait tripler d’ici à 2050, l’infrastructure des véhicules électriques (VE) et des énergies renouvelables se développe, et les infrastructures électriques vieillissantes sont rapidement remplacées pour répondre aux besoins croissants en électricité. En plus de ces développements, la demande de données explose. Alors que les applications d’intelligence artificielle et d’apprentissage automatique explosent, les centres de données utilisent de plus en plus de l’énergie mondiale.
Selon l’Agence internationale de l’énergie, une requête ChatGPT nécessite 2,9 watts-heures d’électricité par rapport à 0,3 watts-heures pour une recherche Google. De plus, l’AIE estime que la consommation d’énergie des données mondiale représente jusqu’à 1,5 % de la demande mondiale en électricité; d’autres sources estiment que cette consommation est encore plus élevée. L’IA a un rôle à jouer dans toutes les industries, mais pour que l’IA s’intègre de manière durable, nous devons construire des centres de données plus verts.
Un changement de paradigme de l’IA dans la façon dont l’équipement informatique est refroidi
La puissance thermique nominale (PTN) est une mesure de la consommation d’énergie d’une puce et de ses exigences de refroidissement. Si la PTN d’une puce est supérieure à la capacité du système de refroidissement, elle surchauffera, ce qui dégrade l’équipement et nuit au rendement. La conception du système de refroidissement approprié est une partie essentielle de l’exploitation des centres de données d’IA et offre des occasions d’amélioration de la durabilité dans plusieurs domaines.
Traditionnellement, l’équipement informatique dans les centres de données était refroidi à l’air. Dans les systèmes de refroidissement à air, toute la pièce est refroidie à l’aide de la climatisation, et les ventilateurs poussent l’air refroidi dans les serveurs, refroidissant les puces. Cependant, le refroidissement à l’air ne peut pas prendre en charge les exigences élevées en matière de refroidissement des centres de données d’IA.
Pour protéger l’équipement informatique et gérer l’énergie, les centres de données se tournent vers le refroidissement liquide, qui utilise un liquide froid pour capter et éloigner la chaleur de l’équipement informatique. Le refroidissement liquide est plus efficace, car le liquide a une capacité de transfert thermique plus importante que l’air et peut circuler plus près de la source de chaleur.
Cela permet de réduire l’énergie nécessaire au refroidissement, ce qui entraîne une réduction des coûts et de l’empreinte écologique. Bien que la grande majorité des centres de données d’aujourd’hui soient refroidis à l’air, le refroidissement liquide devrait croître rapidement avec la croissance et l’expansion de l’IA.
Types de refroidissement liquide
Pour construire avec succès des centres de données plus verts, il est important de comprendre les différentes configurations de refroidissement liquide. Il existe quatre principaux types :
Liquide-air
Ce refroidissement apporte un refroidissement liquide à l’équipement informatique dans les centres de données refroidis à l’air en faisant circuler du liquide froid dans les racks. Le liquide est ensuite refroidi à l’aide d’une unité de rejet de chaleur liquide-air et recirculé. En mode de refroidissement liquide en boucle fermée, cette méthode ne nécessite pas de nouvelle infrastructure, car le liquide est en boucle fermée. Les systèmes liquide-air font également circuler le liquide en boucle fermée, ce qui les rend plus efficaces.
Air-liquide
Dépend de l’air pour refroidir l’équipement informatique, mais utilise du liquide froid pour refroidir l’airavant qu’il ne soit libéré dans la pièce. Cela isole la chaleur du serveur sur le rack et réduit le besoin de surrefroidir l’air dans toute une salle de données. Dans ces systèmes, le liquide de l’installation est nécessaire pour refroidir les boucles de liquide à l’intérieur des refroidisseurs de porte arrière placés à l’arrière des serveurs.
Directement sur la puce
Ce système de refroidissement élimine efficacement la chaleur à la source en utilisant un dissipateur thermique placé directement sur la puce. Cette technologie peut être associée à des refroidisseurs liquide-air ou utiliser le liquide de l’installation, mais une conception soignée est absolument essentielle, puisque le liquide est à proximité des systèmes informatiques.
Immersion
Ce refroidissement permet à tous les serveurs d’être immergés dans un liquide diélectrique refroidi. Cette méthode de refroidissement ne gère pas seulement la chaleur, mais protège également l’équipement informatique contre la poussière et l’humidité. Le refroidissement par immersion peut être extrêmement écoénergétique, mais il vient avec ses propres considérations de durabilité, y compris la production de fluide diélectrique.
Au centre de tout système de refroidissement liquide se trouve l’unité de distribution du liquide de refroidissement (CDU). Selon l’approche de refroidissement, les CDU peuvent être des pièces d’équipement autonomes ou être intégrées à d’autres équipements. Les CDU servent de cœur et de cerveau de tout système de refroidissement liquide, utilisant des algorithmes de contrôle avancés pour pomper avec précision le liquide refroidi dans toute la boucle de refroidissement à une fréquence et une température optimisées.
Déploiement du refroidissement liquide pour améliorer la durabilité
L’efficacité de l’utilisation de l’énergie (PUE) est une mesure clé de la durabilité pour les centres de données. La PUE est calculée en divisant la quantité totale d’énergie utilisée par un centre de données par la quantité d’énergie utilisée par son équipement informatique. Une meilleure PUE signifie un centre de données plus efficace. Pour une variété de configurations de centre de données, le refroidissement liquide peut être utilisé pour obtenir une meilleure PUE.
Il y a trop de variables pour affirmer qu’une configuration est toujours meilleure. La considération la plus importante est de s’assurer que la solution de refroidissement convient au problème spécifique à résoudre. Pour les centres de données existants qui doivent rapidement augmenter leurs capacités de refroidissement pour prendre en charge les puces d’IA, mais qui n’ont pas le temps d’effectuer une modernisation ou une rénovation prolongée, les systèmes de refroidissement liquide-air peuvent être un excellent choix.
Si un centre de données cherche à améliorer son efficacité, mais qu’il continue à utiliser des puces refroidis à l’air, le refroidissement air-liquide peut atteindre cet objectif. Lorsque les centres de données se préparent à alimenter de manière durable l’informatique haute performance avancée, ils pourraient être prêts pour le refroidissement par immersion.
Les ingénieurs peuvent également regarder au-delà du centre de données pour déployer le refroidissement liquide. Le stockage de l’énergie par batterie joue un rôle important dans l’écosystème des centres de données en fournissant une alimentation de secours. Le refroidissement liquide peut également être appliqué à cette solution, refroidissant les batteries plus efficacement et les aidant à atteindre un rendement optimal.
Devenir un défenseur des centres de données vert
Les chefs des services techniques doivent continuer à encourager leurs équipes à repousser les limites des technologies de refroidissement liquide et à continuer de les améliorer afin d’améliorer à la fois l’efficacité et la fiabilité. Les ingénieurs peuvent également rechercher des moyens créatifs de réutiliser la chaleur du centre de données une fois qu’elle a été transférée à un liquide chaud, y compris la protection contre le gel et la fonte de glace pour l’extérieur du centre de données, et même pour chauffer les maisons et les entreprises. Au-delà de l’innovation matérielle, il existe des occasions d’appliquer des algorithmes de contrôle avancés pour améliorer l’efficacité du refroidissement.
Plus important encore, les leaders en technologie doivent continuer à soutenir des centres de données plus verts. Au fur et à mesure que les technologies informatiques évoluent, le développement d’écosystèmes plus durables autour d’elles sera l’un des défis les plus importants que les leaders en technologie devront relever.
En mettant l’accent sur la fiabilité et l’efficacité, nVent s’engage à fournir des solutions de refroidissement de pointe adaptées aux exigences des centres de données modernes et des environnements à hautes performances. En savoir plus sur le portefeuille complet et l’expertise de nVent, y compris les solutions de centres de données : Centres de données et mise en réseau | SOLUTIONS DE DONNÉES nVent
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