Refrigeração de data center: a história e o futuro

Não é segredo que os data centers são um dos maiores consumidores de eletricidade do mundo, e o setor está vivenciando um aumento significativo na densidade de energia e, portanto, um desafio maior de resfriamento nos últimos anos. Como resultado, os sistemas de resfriamento continuam a evoluir à medida que a densidade dos racks aumenta. Este artigo se concentrará na história e no futuro do sistema de resfriamento de data centers.

Sistemas de piso elevado

Nos últimos 20 anos, salas de computadores e data centers têm utilizado sistemas de piso elevado para fornecer ar frio aos servidores. Há furos para ventilação no piso onde o servidor é instalado. O ar frio das unidades CRAC e CRAH (Computer Room Air Handler) é comprimido no espaço sob o piso elevado e, em seguida, flui através das placas perfuradas para o espaço principal em frente ao servidor. Após passar pelo servidor, o ar aquecido retorna ao CRAC/CRAH para ser resfriado, geralmente após se misturar com o ar frio.

Esse arranjo foi suficiente para superar a dissipação de calor dos servidores na época em que os data centers eram ocupados principalmente por equipamentos de TI de baixa densidade. Portanto, tem sido um método de resfriamento popular nas últimas décadas, apesar de sua baixa eficiência e resfriamento irregular .

Layouts de contenção de corredores quentes e frios

Por volta de 2005, especialistas e operadores de data centers testaram a ideia de contenção. Eles adicionaram barreiras físicas para separar o fluxo de ar frio da entrada do servidor do fluxo de ar quente do servidor. Evitar a mistura de ar frio fornecido e ar quente de exaustão pode melhorar significativamente a eficiência do resfriamento e gerar economia de energia.

Resfriamento acoplado fechado

Nos últimos anos, com a tendência de aumento das densidades de potência por rack para 20 kW, as unidades CRAC e a contenção de corredores quentes e frios podem não fornecer resfriamento adequado. Para lidar com essa situação, os fornecedores de resfriamento de data centers desenvolveram a tecnologia de resfriamento acoplado fechado (CCC). O objetivo da CCC é aproximar a transferência de calor de sua fonte: o rack de equipamentos. Ao aproximar o ar-condicionado do rack de equipamentos, permite-se a economia de energia. Além disso, pode corrigir pontos quentes. Com a combinação de um arranjo de corredor frio/corredor quente, a tecnologia pode ter maior eficiência.

A tecnologia de resfriamento de acoplamento fechado inclui em fileira, em rack, na sala, acima do rack e etc.

Ar-Condicionado em Linha: São instalados dentro das fileiras de racks . Os fluxos de ar geralmente seguem trajetórias curtas e lineares, reduzindo, assim, a potência necessária para acionar os ventiladores e aumentando a eficiência energética .

Refrigeração In-Rack: os caminhos de fluxo de ar baseados em rack são ainda mais curtos e definidos com precisão, de modo que os fluxos de ar são totalmente imunes a qualquer variação de instalação ou restrição de ambiente. É o mais flexível, rápido de implementar e atinge densidade extrema, mas com custo adicional.

Solução de resfriamento líquido

Outro método de resfriamento por elevação é a solução de resfriamento líquido para chips. Quando a densidade do seu rack atingir 100 kW por rack, você pode tentar. É caro, mas mais eficiente, pois a água transfere calor com mais eficiência do que o ar, além de ser ecologicamente correto. O Google anunciou que está usando resfriamento líquido em seus data centers em 2018, e o Facebook usou água do mar para resfriar um de seus data centers.

As tendências futuras de resfriamento do seu data center

Sistemas de resfriamento a ar e a líquido continuarão a remodelar o significado do resfriamento para o setor de data centers. "A computação de alto desempenho provavelmente usará resfriamento líquido, enquanto data centers corporativos e de internet (como os da Microsoft) continuarão a usar métodos de resfriamento a ar", afirmou Belady, ex-engenheiro da Hewlett-Packard Company.