Soluciones de refrigeración líquida para centros de datos de IA: análisis de los beneficios de la refrigeración líquida

 

Ⅰ Ventajas de la refrigeración líquida

 

Para garantizar el funcionamiento fluido y eficiente de los centros de datos actuales, muchas instalaciones requieren soluciones de refrigeración. Con el auge de la inteligencia artificial y los macrodatos, la cantidad de datos que deben procesarse ha aumentado, lo que ha provocado un aumento del calor generado por el procesamiento de alto rendimiento. Algunos beneficios de cambiar a soluciones de refrigeración líquida incluyen:

 

1. Cambiar del aire acondicionado a una refrigeración líquida más eficiente puede reducir los costos operativos en más del 40 %

• La transición de la refrigeración por aire a la refrigeración líquida puede ahorrar energía.
• Al reducir el funcionamiento de los ventiladores del sistema, se conserva energía adicional.
• El período de recuperación de la inversión en instalaciones es en promedio de un año, lo que aumenta el retorno de la inversión (ROI).

 

2. La eficiencia de la refrigeración líquida mejora significativamente la eficacia del uso de energía (PUE) para CPU y GPU de alto rendimiento y potencia

• El líquido es inherentemente más eficiente para eliminar el calor, hasta 1000 veces más efectivo que el enfriamiento por aire.
• Dado que la refrigeración por aire ya no satisfará las futuras demandas de refrigeración de CPU y GPU, la refrigeración líquida puede convertirse en una necesidad.
• Admite servidores de mayor rendimiento y densidad, lo que aumenta la potencia informática por pie cuadrado.

 

3. Reducción de costos e impacto ambiental

• La refrigeración líquida reduce el uso de energía y reduce las emisiones de carbono de las centrales eléctricas de combustibles fósiles. Reducir el impacto medioambiental de los centros de datos actuales se está convirtiendo en una responsabilidad corporativa.
• Además, la refrigeración líquida reduce la fluctuación del chip. Cuando una CPU o GPU se sobrecalienta o se acerca a su temperatura máxima de funcionamiento, implementa medidas de reducción del rendimiento, conocidas como "estrangulación térmica", para evitar daños al chip. La limitación térmica produce una disminución en el rendimiento del sistema, lo que afecta la velocidad de procesamiento de las aplicaciones.

 

▲ Reducción de costos e impacto ambiental de la refrigeración líquida

 

 

Específicamente, la limitación del chip puede manifestarse de dos maneras:

1. Reducir la velocidad del reloj: La CPU o GPU reduce su velocidad de funcionamiento, es decir, reduce la frecuencia del reloj. Como resultado, la carga de trabajo que la CPU o GPU puede manejar por ciclo de reloj se reduce, generando menos calor.

2. Deshabilitar algunos núcleos: en algunas CPU de múltiples núcleos, para reducir la generación de calor, se pueden deshabilitar ciertos núcleos. Aunque el rendimiento general disminuye, los núcleos activos restantes generan menos calor.

 

Estas medidas de limitación son acciones de protección para evitar el sobrecalentamiento de la CPU. El sobrecalentamiento no sólo afecta el rendimiento sino que también puede acortar la vida útil del dispositivo e incluso causar daños. Por lo tanto, es fundamental garantizar que la CPU y otro hardware funcionen dentro de un rango de temperatura adecuado.

 

▲ Servidores de refrigeración líquida

 

 

Ⅱ Glosario

 

Efectividad del uso de energía (PUE)

PUE, o eficacia del uso de energía, es una métrica estándar para medir la eficiencia energética de un centro de datos. Se define como la relación entre el consumo total de energía del centro de datos y el consumo de energía de los equipos de TI. La fórmula para calcular el PUE es:

 

PUE=Consumo energético total del centro de datos/Consumo energético de equipos de TI

 

Un valor PUE ideal es 1.0, lo que significa que toda la energía que ingresa al centro de datos es utilizada por equipos de TI, sin desperdiciar energía. Sin embargo, en realidad, debido a factores como los sistemas de refrigeración, la iluminación y las ineficiencias energéticas, el valor PUE suele ser superior a 1.0.

 

La refrigeración líquida mejora significativamente el PUE de los centros de datos, principalmente en los siguientes aspectos:

 

1. Enfriamiento más eficiente:La refrigeración líquida es más eficaz que la refrigeración por aire tradicional y puede eliminar el calor más rápidamente. Esto significa que se necesita menos energía para mantener la misma temperatura de funcionamiento de los equipos de TI.
2. Consumo de energía reducido de equipos auxiliares:Los sistemas de refrigeración líquida pueden reducir la necesidad de aire acondicionado y numerosos ventiladores, que normalmente consumen una cantidad significativa de energía en los sistemas de refrigeración por aire. Al reducir el consumo de energía de estos dispositivos auxiliares, se puede mejorar significativamente el PUE general del centro de datos.
3. Apoyando la computación de mayor densidad:La refrigeración líquida permite alojar más servidores y dispositivos informáticos en un espacio más pequeño, aumentando así la potencia informática por metro cuadrado. Esta informática de alta densidad mejora la eficiencia de los equipos de TI sin aumentar las demandas de refrigeración.
4. Menor consumo de energía general:Como la refrigeración líquida es más eficiente en la eliminación de calor, el consumo general de energía para la refrigeración en el centro de datos se reduce, lo que afecta directamente el cálculo del PUE y lo acerca a 1.0.

 

Por lo tanto, para CPU y GPU de alto rendimiento y alta potencia, la refrigeración líquida mejora significativamente el PUE del centro de datos al aumentar la eficiencia de refrigeración y reducir el consumo general de energía, lo que hace que las operaciones del centro de datos sean más respetuosas con el medio ambiente y rentables.