Espacio, densidad y potencia han sido considerados tradicionalmente como los factores más limitantes en el desarrollo y expansión de los centros de datos. Ahora entra en juego otra variable: la refrigeración. Con densidades cada vez más altas, se hace necesario un nuevo enfoque. Una refrigeración híbrida por aire, líquida y directa al chip para aprovechar las características específicas de cada una de ellas.  Para muchos expertos, sólo desde esta óptica se podrá desplegar la densidad de una manera sólida y confiable.

2025, ¿umbral de la Ley de Moore?

Durante muchos años ha sido una máxima en el sector del hardware y la computación. Básicamente, lo que dice esta ley es que cada dos años se duplica la potencia del procesamiento general de los ordenadores, logrando aumentos de rendimiento y menores costes por transistor. En la práctica, la Ley de Moore ha permitido un gran desarrollo tecnológico. Con transistores cada vez más pequeños, la densidad de memoria ha ido en aumento, redundando en mayor capacidad de almacenamiento y mejor gestión de los datos. Tecnologías como la Inteligencia Artificial o la realidad virtual se han desarrollado bajo el paraguas de esta ley.

Casi seis décadas después de que Gordon Moore concibiera esta ley, nuestro mundo se encamina a un consumo de datos de 97 zetabytes por año y con una tendencia a que la cifra sea de 181 zetabytes para 2025. Con microprocesadores cada vez más potentes y tecnologías que aún están por desarrollarse, la Ley de Moore puede quedar obsoleta en 2025. Jensen Huang, CEO de NVIDIA, es una de las voces que así lo afirma. De hecho, las operaciones por segundo que pueden realizar los chips de esta compañía en el ámbito de la inteligencia artificial no dejan de aumentar.

Sea con la Ley de Moore o con la Ley de Huang, el hecho es que la presión sobre los centros de datos cada vez es mayor. Con cada procesador más potente, más calor para disipar y, por tanto, más límites para su desarrollo, especialmente en el espacio.

Refrigeración híbrida

En un centro de datos son muchos los factores que hay que tener en cuenta para no limitar su futura evolución y desarrollo. Los tradicionales, el espacio y la energía. Pero a esto se ha sumado un nuevo factor, la refrigeración. Desde hace años venimos hablando de un cambio de tendencia: cada vez más densidad en bastidores. Se construye instalaciones cada vez más pequeñas y con mayor densidad en racks para aprovechar mejor los recursos, entre ellos, lo destinados a la refrigeración de los centros de datos, pero esto plantea nuevos desafíos. En concreto, el consumo de energía, la readaptación de los espacios y mayores rendimientos en los sistemas de refrigeración.

El informe de ASHRAE Emergence and Expansion of Liquid Cooling in Mainstream Data Centers . , 2021, ya se habla sobre  la transición entre refrigeración por aire y refrigeración líquida. Y de cómo esta transición iba a estar condicionada por la capacidad de los microprocesadores instalados. Como se puede apreciar en esta imagen, actualmente para microprocesadores CPU / GPU de 300W nos encontramos en plena transición. La refrigeración es hibrida, parte se tiene que hacer por líquido porque los sistemas de refrigeración por aire tradicionales ya no son suficientes para enfriar semejantes densidades.

Air cooling versus liquid cooling, transitions, and temperatures. Emergence and Expansion of Liquid Cooling in Mainstream Data Centers ASHRAE 2021

La alta densidad pone a prueba los sistemas de refrigeración convencionales, que se muestran cada vez menos eficientes para disipar las altísimas densidades de calor. En el pasado, el diseño de los centros de datos asumía que la carga de trabajo TI era uniforme y bien distribuida, pero con los racks de alta densidad la realidad operativa no es así. Las empresas perciben que los sistemas de refrigeración convencionales son claramente insuficientes. Actualmente las únicas tecnologías que pueden hacer frente a densidades de más de 50kW/m2 son las de refrigeración líquida directamente al chip o refrigeración líquida.

Y es que hay una cosa clara en refrigeración: se ha comprobado que acercar los recursos frigoríficos a la misma fuente de calor – microprocesador con temperaturas entre 70ºC y 90ºC – incrementa el intercambio térmico y mejora la eficiencia El camino a seguir para muchos expertos, es adoptar sistemas híbridos de aire y de refrigeración líquida y directa al chip y aprovechar la especificidad de cada una de ellas según requieran los diferentes proyectos. No se impone un enfoque único. Se trata de contemplar una amplia horquilla de soluciones y proporcionar la mejor respuesta para cada proyecto.

De esta manera, se podrá aliviar las presiones de espacio, responder la creciente demanda de soluciones digitales y sentar las bases para un crecimiento futuro.