Refroidissement pour centres de donnees : Historique et avenir

Ce n'est un secret pour personne : les centres de données comptent parmi les plus gros consommateurs d'électricité au monde. Le secteur connaît une augmentation significative de la densité énergétique, ce qui accroît les défis en matière de refroidissement ces dernières années. Par conséquent, les systèmes de refroidissement continuent d'évoluer à mesure que la densité des racks augmente. Cet essai se concentrera sur l'histoire et l'avenir des systèmes de refroidissement des centres de données.

Systèmes de plancher surélevé

Depuis 20 ans, les salles informatiques et les centres de données utilisent des planchers surélevés pour alimenter les serveurs en air froid. Des ouvertures de ventilation sont pratiquées au sol, là où le serveur est placé. L'air froid provenant des CRAC et des unités de traitement d'air de la salle informatique (CRAH) est comprimé sous le plancher surélevé, puis circule à travers les dalles perforées jusqu'à l'espace principal situé devant le serveur. Après avoir traversé le serveur, l'air chaud retourne au CRAC/CRAH pour y être refroidi, généralement après avoir été mélangé à l'air froid.

Cette disposition suffisait à compenser la dissipation thermique des serveurs à l'époque où les centres de données étaient principalement occupés par des équipements informatiques à faible densité. C'est pourquoi cette méthode de refroidissement est devenue populaire ces dernières décennies, malgré sa faible efficacité et son refroidissement irrégulier .

Dispositions de confinement des allées chaudes et froides

Vers 2005, des experts et exploitants de centres de données ont testé le concept de confinement. Ils ont ajouté des barrières physiques pour séparer le flux d'air froid provenant de l'entrée du serveur du flux d'air chaud provenant du serveur. Éviter le mélange de l'air froid entrant et de l'air chaud sortant du serveur peut améliorer considérablement l'efficacité du refroidissement et réaliser des économies d'énergie.

Refroidissement à couplage fermé

Ces dernières années, avec une densité de puissance par rack atteignant 20 kW, les unités CRAC et le confinement des allées chaudes et froides peuvent ne pas assurer un refroidissement adéquat. Pour remédier à ce problème, les fournisseurs de systèmes de refroidissement pour centres de données ont développé une technologie de refroidissement à couplage fermé (CCC). L'objectif de la CCC est de rapprocher le transfert de chaleur de sa source : le rack d'équipement. En rapprochant le climatiseur du rack, on réalise des économies d'énergie et on peut également corriger les points chauds. La combinaison d'une configuration allée froide et allée chaude permet d'améliorer l'efficacité de la technologie.

La technologie de refroidissement à couplage fermé comprend les systèmes en rangée, en rack, en salle, au-dessus du rack, etc.

Climatiseurs en rangée : ils sont installés à l'intérieur des rangées de racks . Les flux d'air suivent généralement des parcours courts et linéaires, réduisant ainsi la puissance nécessaire au démarrage des ventilateurs et augmentant l'efficacité énergétique .

Refroidissement en rack : les flux d'air en rack sont encore plus courts et parfaitement définis, ce qui les rend totalement insensibles aux variations d'installation et aux contraintes de l'espace. C'est la solution la plus flexible, la plus rapide à mettre en œuvre et permet d'atteindre une densité extrême, mais elle implique un coût supplémentaire.

Solution de refroidissement liquide

Une autre méthode de refroidissement efficace est le refroidissement liquide des puces. Si la densité de vos racks atteint 100 kW par rack, vous pouvez l'essayer. C'est coûteux, mais plus efficace, car l'eau transfère la chaleur plus efficacement que l'air et c'est respectueux de l'environnement. Google avait annoncé l'utilisation du refroidissement liquide dans ses centres de données en 2018 et Facebook a utilisé de l'eau de mer pour refroidir l'un de ses centres de données.

Les tendances futures du refroidissement de votre centre de données

Les systèmes de refroidissement par air et par liquide continueront de redéfinir la notion de refroidissement pour le secteur des centres de données. « Le calcul haute performance utilisera probablement le refroidissement par liquide, tandis que les centres de données d'entreprise et les centres de données Internet (comme ceux de Microsoft) continueront d'utiliser des méthodes de refroidissement par air », a déclaré Belady, ancien ingénieur chez Hewlett-Packard.