¿La adopción de la refrigeración líquida por parte de los centros de datos se está convirtiendo en cero?

Scott Fulton III | 24 de agosto de 2023

Fue un punto brillante en una actualización de mercado de servidores de centros de datos, por lo demás deprimente, producida a principios de este mes por Omdia: mientras que el brazo de investigación de Informa Tech rebajó su pronóstico de envío mundial de servidores para 2023 por segunda vez este año, a un 11% anual. Durante el año, ha experimentado un crecimiento sin precedentes en las implementaciones de refrigeración líquida.

"Los puntos de datos preliminares de los equipos de refrigeración del centro de datos indican un fuerte aumento en las implementaciones de refrigeración líquida", informó Vlad Galabov, director de práctica de investigación de centros de datos y nube de Omdia, en el momento de la publicación del informe, citando cifras proporcionadas por los proveedores de equipos de gestión térmica. Algunos proveedores, que ya habían informado que las ventas de equipos térmicos aumentaron hasta 20 veces (eso no es un error tipográfico) en la segunda mitad del año pasado, experimentaron aumentos continuos de más del 50% en la primera mitad de 2023.

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Los datos de Omdia parecen contradecir el análisis de la encuesta anual del mes pasado del Uptime Institute. Uptime habló de un interés cada vez menor entre los administradores y diseñadores de instalaciones en implementar refrigeración líquida, al menos a una escala significativa, en el corto plazo.

Sin embargo, hay un hilo común que explica ambas observaciones, según Galabov y su colega de Omdia, el analista principal de redes y computación de centros de datos, Manoj Sukumaran. En notas separadas a Data Center Knowledge, Galabov y Sukumaran nos dijeron que los operadores y constructores de centros de datos (con la exclusión de ciertos hiperescaladores, curiosamente) están concentrando sus inversiones en equipos de mayor densidad destinados a cargas de trabajo de IA. Ésta es precisamente la clase de servidor que debería ser candidato elegido para implementaciones de refrigeración líquida.

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Aquí está el fenómeno emergente: estos servidores de mayor densidad son naturalmente más caros, lo que explicaría el aumento en los precios unitarios promedio (AUP) de los servidores enviados. Pero los operadores no necesitan tantos (por supuesto, ya que son unidades de alta densidad), lo que está reduciendo el número de envíos. Sin embargo, dado que es probable que estas nuevas unidades se dediquen a cargas de trabajo de IA, las inversiones de los operadores en refrigeración líquida podrían limitarse a estos subsistemas de IA. Y eso explicaría la creciente demanda de sistemas de refrigeración impulsados ​​por aire de mayor eficiencia.

"La densidad de potencia de los racks que realizan computación y almacenamiento de uso general en los centros de datos de los proveedores de servicios en la nube es de 10 a 20 KW", se lee en el resumen del informe de Galabov. "En comparación, la densidad de potencia de los racks que computan el entrenamiento del modelo de IA siempre supera los 20 KW".

Se podría pensar que esta es la contingencia para la que los hiperescaladores ya han planeado. Resulta que Meta, propietario y operador de Facebook, opera instalaciones que no fueron optimizadas para refrigeración líquida, según Sukumaran. Como resultado, lo mejor que Meta puede lograr es la refrigeración líquida asistida por aire (AALC). AALC, desarrollado conjuntamente con Microsoft, es un concepto que los ingenieros de Meta han estado promocionando desde antes de la pandemia de COVID-19 como una innovación capaz de ampliar las capacidades de refrigeración por aire en instalaciones más convencionales.

Un chasis Olympus RackServer refrigerado por líquido y asistido por aire, propuesto por primera vez en OCP Virtual Summit 2020.

Demostrado por primera vez en 2020, AALC implica la introducción de refrigeración líquida de circuito cerrado en bastidores enfriados por aire. Aquí, la ruta del líquido comienza con placas frías conectadas a los procesadores (en las primeras pruebas, a las GPU), continúa a través de colectores a nivel de bastidor, hasta un intercambiador de calor de puerta trasera (HX) y una unidad de distribución de refrigerante (CDU) modificada. El calor absorbido por las placas frías se expulsa a través del HX y luego a través de la corriente de aire de salida existente.

Es un accesorio de refrigeración líquida, sin duda, que califica como un componente de refrigeración líquida directa (DLC) a efectos de fabricación. Pero el producto final, una vez instalado, es oficialmente un bastidor enfriado por aire. Explica por qué las implementaciones de DLC pueden crecer, mientras que las instalaciones enfriadas por aire permanecen prácticamente como están.

Si bien las instalaciones de Meta están equipadas para AALC, Sukumaran dijo a Data Center Knowledge, "no es tan eficiente como soplar aire frío desde el exterior para enfriar los servidores. La energía adicional necesaria para la CDU y los grandes ventiladores empujarán ligeramente hacia arriba a los no TI El consumo de energía afecta el PUE".

Cuando se creó la métrica de efectividad del uso de energía (PUE), parecía una forma bastante sensata de medir cuánta energía total de un centro de datos consumía el equipo de mantenimiento de TI. Pero como señaló recientemente el fabricante de equipos Vertiv, una solución de refrigeración verdaderamente innovadora reduce tanto el consumo de energía de los equipos de TI como el consumo de energía general: el denominador y el numerador, respectivamente, en la relación PUE. Por lo tanto, es completamente posible que el impacto de una innovación importante tanto en refrigeración como en energía sea completamente indetectable para el PUE.

Eso explicaría un fenómeno que han observado tanto Uptime como Omdia: las tendencias de PUE se mantienen estables desde la pandemia. Irónicamente, cuando el PUE no disminuye, esas mismas innovaciones importantes se vuelven más difíciles de comercializar de manera efectiva. (No importa con qué frecuencia se haya declarado muerto el PUE).

"Creo que los niveles de PUE ya se han estancado", dijo Galabov de Omdia a Data Center Knowledge, "y no veo la acción amplia necesaria para cambiarlos".

El director de investigación de Uptime Intelligence, Daniel Bizo, dijo a Data Center Knowledge que aproximadamente una de cada cinco instalaciones emplea algún grado de refrigeración líquida en sus bastidores, y la mayoría espera haber adoptado DLC dentro de cinco años. Sin embargo, si la mayoría de esos bastidores equipados con DLC se clasificarán oficialmente como refrigerados por aire depende de factores que quizás no hayamos anticipado todavía. Mientras eso se resuelve, la refrigeración líquida sigue siendo la opción predominante de menos del 10% de los operadores encuestados por Uptime.

"En general, Uptime prevé una adopción continua y gradual de DLC a través de los ciclos del mercado en los próximos años", dijo Bizo. "Los impulsores más fuertes son la proliferación de cargas de trabajo con requisitos informáticos densos y, cada vez más, las áreas entrelazadas de optimización de costos, eficiencia energética y credenciales de sostenibilidad.

"Nuestros datos muestran que los racks de muy alta densidad (30-40 kW y más) se están volviendo más comunes, pero siguen siendo la excepción. El desarrollo de la IA y las cargas de trabajo impulsadas por la IA probablemente aumentarán la prevalencia de los racks de alta densidad, en Además de las instalaciones existentes para informática técnica, como simulaciones de ingeniería, grandes problemas de optimización y análisis de big data".

Sukumaran de Omdia advierte que la IA aún puede impulsar las tendencias de densidad en la dirección opuesta, especialmente si los subsistemas de IA de más instalaciones siguen oficialmente refrigerados por aire. "También estamos viendo cómo se reduce la densidad de los racks debido al alto consumo de energía de los servidores basados ​​en GPU y CPU", afirmó Sukumaran. "Por lo tanto, podría ser un viento de cola para obtener más espacio y capacidad energética".

El mes pasado, HPE e Intel anunciaron su participación conjunta en un estándar de chasis y rack que, según afirman, extenderá la vida útil de las instalaciones refrigeradas por aire. La unidad de servidor Cray XD220v de HPE es aproximadamente una pulgada y un tercio más ancha que su ProLiant XD220n, lo que permite que sus procesadores Intel de cuarta generación estén equipados con disipadores de calor más anchos o placas frías más anchas. Abordando los temores de los operadores todavía preocupados por lidiar con fluidos dieléctricos todos los días, los fabricantes afirmaron que el rendimiento del XD220v aumentó sólo marginalmente (1,8 % en promedio) cuando la refrigeración DLC opcional reemplazó la refrigeración por aire convencional.

Por supuesto, el DLC nunca ha tenido como objetivo mejorar el rendimiento del procesador, solo su costo. Un simple clic en los gráficos de HPE revela que el DLC efectivamente mejoró el rendimiento por vatio del XD220v en casi un 20% en las baterías de prueba SPECrate, SPEChpc y Linpack estándar de la industria.

Sin embargo, es obvio el mensaje que los equipos de marketing de los fabricantes decidieron resaltar aquí: no será tan malo para usted si decide posponer sus inversiones en refrigeración líquida por otros cinco años.

Mientras tanto, el fabricante de equipos térmicos JetCool Technologies ha estado promocionando su última tecnología DLC. Sus sistemas SmartPlate y SmartLid consisten en placas frías que entregan fluido enfriado directamente a la superficie de los procesadores, a través de lo que JetCool describe como canales microconvectivos.

Citando datos de Uptime que muestran que los costos de mejora de la infraestructura son el principal factor disuasorio para que los operadores decidan adoptar refrigeración líquida total, un documento técnico reciente de JetCool coproducido con Dell sostiene que los centros de datos tienen suficiente de qué preocuparse sin introducir inundaciones en su lista de preocupaciones.

"Con una unidad autónoma, se elimina la necesidad de realizar amplias actualizaciones de infraestructura", afirma JetCool. "La ausencia de sistemas complejos de plomería y tuberías también minimiza el riesgo de fugas o fallas del sistema, reduciendo potencialmente los costos de reparación y reemplazo, y conteniendo posibles fugas a nivel de servidor, no a nivel de rack o instalación".

Es un mensaje de marketing que parece adaptarse no sólo a las necesidades inmediatas de sus clientes, sino también a su renuencia a reconocer que tienen tales necesidades. Prueba el DLC, dice el llamado a la acción. Probablemente ayude. Y si no es así, ¿qué daño podría tener? Es mejor que modernizar todas sus instalaciones con tuberías de flujo de fluidos si aún no es necesario.

"Un cambio total a DLC está plagado de fricciones técnicas y comerciales", dijo Bizo de Uptime a Data Center Knowledge, "debido en gran parte a la falta de estándares y a una interfaz organizacional inconexa entre la administración de instalaciones y los equipos de TI. La refrigeración por aire cumple con el rendimiento, el riesgo y los riesgos de los operadores". y expectativas de costos (incluso si desperdicia energía) para la mayoría de los casos de uso, y esto incluye los últimos chips de Intel, AMD y Nvidia que consumen mucha energía".

Además, continuó Bizo, el nivel de utilización técnica de la mayoría de los centros de datos sigue siendo hoy bajo. Hay mucho espacio para más TI, razón por la cual las inversiones en servidores preparados para IA están aumentando, en medio de la disminución general del gasto relacionado con servidores. Por lo tanto, no existe una necesidad urgente de aumentar la densidad de servidores. Como resultado, Uptime percibe que "la adopción de DLC en el mercado no se distribuirá uniformemente y las señales de demanda serán mixtas".

"Las ambiciosas proyecciones de cambio tecnológico en los centros de datos", señaló Bizo, "tienden a decepcionar".

Nota del editor:Tanto Omdia como Data Center Knowledge son parte de Informa Tech.

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