lunes, 27 de noviembre de 2017

El uso de líquidos para regular la temperatura en centros de datos



Por Sergio Ramírez, especialista en soluciones para HVAC en Victaulic

La economía moderna depende en gran medida de la infraestructura de telecomunicaciones ya que ésta permite la conexión entre los proveedores de servicios y los usuarios finales para una amplia gama de actividades, desde operaciones bancarias, transmisión y descarga de videos, hasta el resguardo de información confidencial. Una parte central de esta arquitectura la constituyen los centros de datos, espacios donde servidores se encargan de recibir, procesar y reenviar la información generada en tiempo real.

Según ReportBuyer, México cuenta con 114,000 m2 de espacio construido para centros de datos, casi tres veces el tamaño del mercado brasileño, y de acuerdo con GSMA, es el segundo país de la región con el mayor número de dispositivos móviles, lo que nos ayuda a dimensionar la enorme cantidad de información que viajan a través de los centros de datos. Aunado a esto, el avance de nuevas tecnologías como machine learning y la evolución de la Inteligencia Artificial requerirán un aumento de capacidad de procesamiento en estas instalaciones, lo cual se traduce en equipos más poderosos y compactos que consumirán más electricidad y que producirán una mayor cantidad de calor.

Sistemas de enfriamiento a base de líquidos

Al emplear una fuente de energía, todos los dispositivos electrónicos generan calor. Para que funcionen adecuadamente se debe controlar la temperatura y evitar así la generación excesiva de calor que pueda generar descomposturas o fallas en los componentes de los servidores. Tradicionalmente, se han empleado los sistemas de aire para controlar el calor generado por los equipos que consumen menos de 10 KW por rack. Sin embargo, la implementación de tecnologías cada vez más avanzadas demanda consumos de entre 40 y 80 KW por rack y el aire no es útil para trasladar tales densidades de calor, por lo que obligará a emplear sistemas basados en la conducción de líquidos para desplazar el calor fuera de las instalaciones de manera eficiente.

Existen diversas aplicaciones para el enfriamiento a base de líquidos, la inmersión y el uso de circulación de agua como liquido de intercambio de calor. La primera se basa en sumergir de manera total los equipos TI en líquidos, que, debido a sus propiedades de conducción eléctrica, no es posible emplear agua. En su lugar, se emplean líquidos no conductivos o dieléctricos que disminuyen la temperatura sin dañar a los equipos.

Por su parte, en el sistema de circulación de agua, el líquido nunca entra en contacto con los componentes electrónicos. Una placa fría funciona como una barrera entre el equipo TI y el agua, mientras que el líquido frío circula alrededor de la misma reduciendo la temperatura del equipo. Esta placa se instala comúnmente en el microprocesador y en algunas ocasiones en los dispositivos de memoria. El agua mantiene fríos los componentes, mientras que otras secciones del servidor, como la fuente de poder o los discos de memoria mecánicos pueden enfriarse a través del sistema tradicional de aire acondicionado. Si se utiliza esta configuración, estamos hablando de sistemas híbridos.

Si bien, el agua fría se emplea para los sistemas de aire ampliamente adoptados en los cuartos de los centros de datos, el cambio en la filosofía de diseño reside en su aplicación directa en el chasis de los servidores para enfriar los chips y otros componentes. Esto se puede lograr mediante el acomodo de tuberías y placas que pueden instalarse en la parte trasera de los racks o gabinetes.

El uso de la unión ranurada

Los requerimientos de Inteligencia Artificial avanzada obligan a los dueños de centros de datos a considerar la adopción de soluciones de enfriamiento más eficientes como el sistema híbrido. Con la planeación correcta, se puede diseñar un sistema de distribución de líquidos que estén listos para aplicaciones de misión crítica y que puedan reconfigurarse. Al considerar el montaje del sistema de tuberías es importante conocer qué tipo de unión puede garantizar mayor flexibilidad en el diseño. Las soluciones de unión bridada y soldada no son eficientes para usarse en los centros de datos, dado a su dificultad para adaptarse a la constante demanda de expansión y rediseño. En cambio, la unión mecánica ranurada ofrece una solución más confiable, durable y lista para realizar ajustes.

Por ejemplo, en la siguiente imagen se puede observar un sistema de enfriamiento híbrido que fue reconfigurado. El diseño original se planeó para un centro de datos que emplearía unidades de enfriamiento para el sistema de aire; sin embargo, uno de los clientes necesitó instalar una aplicación de súper computadora con sistema de enfriamiento líquido, lo que obligó a implementar un sistema híbrido. Esto fue posible gracias al uso de un sistema de tuberías diseñado con precisión, fácil de ajustar y reconfigurar utilizando coples ranurados, lo que garantizó la instalación de un sistema de distribución de líquidos directo al equipo de TI.



Diseñar sistemas de conducción de fluidos para soluciones de enfriamiento a través de líquidos, requiere de adaptabilidad y facilidad para su instalación. El método de unión ranurada permite usar coples que pueden instalarse de manera rápida, al tiempo que puedan ser reconfigurados si se requiere rediseñar el espacio. Considerando el desarrollo de nuevas tecnologías, los centros de datos deben considerar que la expansión e instalación de nuevos dispositivos que demandan mayor consumo energético y que generen más calor les obliga a buscar soluciones de enfriamiento que resulten más eficientes como son los sistemas híbridos.

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