Il liquid cooling nei data center: una rivoluzione al servizio dell’efficienza energetica

Spina dorsale dell’ecosistema digitale moderno, i data center alloggiano migliaia di server che elaborano e conservano volumi enormi di dati. Poiché si tratta di server che generano una quantità notevole di calore, sono necessarie delle soluzioni di raffreddamento efficaci per garantire un rendimento ottimale e prevenire guasti.

Tra le tecnologie emergenti si distingue il liquid cooling, o raffreddamento a liquido, una soluzione innovativa per rispondere alle sfide termiche ed energetiche dei data center.

Che cos’è il liquid cooling?

Il liquid cooling consiste nell’utilizzo di liquidi, generalmente acqua o refrigeranti speciali, per assorbire e dissipare il calore dei componenti elettronici dei server. A differenza del raffreddamento ad aria tradizionale, che utilizza ventilatori e condizionatori d’aria per mantenere la temperatura ambiente, il raffreddamento a liquido si basa sulle proprietà termiche superiori dei liquidi al fine di trasferire il calore in maniera più efficiente.

I principali tipi di liquid cooling

1. Raffreddamento ad acqua

• Utilizza l’acqua come liquido refrigerante
• Include sistemi in cui l’acqua circola attraverso blocchi di raffreddamento fissati ai processori e agli altri componenti caldi.
• L’acqua calda viene quindi trasportata verso scambiatori di calore dove viene raffreddata prima di ritornare a circolare.

2. Raffreddamento a immersione

• Questo significa che i server devono essere immersi direttamente all’interno diserbatoi riempiti di liquido elettrico non conduttore
• Il liquido assorbe il calore direttamente dai componenti, garantendo un raffreddamento molto efficace
• Questo tipo di raffreddamento elimina la necessità di ventole e dissipatori di calore, riducendo il rumore e i bisogni di manutenzione.

3. Raffreddamento diretto a liquido (Direct Liquid Cooling, DLC)

• Utilizza refrigeranti speciali che circolano direttamente attraverso dei tubi integrati nei server
• Offre una capacità di raffreddamento precisa e localizzata, ideale per i componenti ad alta densità di potenza.

I vantaggi del liquid cooling

1. Miglioramento dell’efficienza energetica

• I liquidi hanno una capacità termica superiore rispetto a quella dell’aria, consentendo di trasferire più calore con meno energia.
• Riduce la dipendenza dai condizionatori d’aria che consumano energia e dai sistemi di raffreddamento ad aria.

2. Aumento della densità di potenza

• Consente di collocare più server in uno spazio ridotto senza correre il rischio di surriscaldamento.
• Facilita l’alloggiamento di materiale ad alto rendimento che necessità di un raffreddamento intensivo.

3. Riduzione di rumore e manutenzione

• Meno ventole e componenti meccanici significa meno rumore e una manutenzione più semplice
• I sistemi di raffreddamento a immersione, in particolare, sono praticamente silenziosi.

4. Sostenibili ed ecologici

• Un minore consumo di energia porta alla riduzione delle emissioni di carbonio.
• Alcune soluzioni utilizzano liquidi di raffreddamento ecologici, che sono sicuri per l’ambiente e contribuiscono a un minore impatto ecologico.

Le principali sfide

1. Costo iniziale elevato

• L’installazione di un sistema di raffreddamento a liquido può costare di più rispetto alle soluzioni tradizionali di raffreddamento ad aria.
• Tuttavia, il risparmio energetico a lungo termine può compensare questi costi iniziali.

2. Complessità dell’implementazione

• Necessità di competenze tecniche, in particolare per quanto riguarda la progettazione, l’installazione e la manutenzione
• I data center esistenti possono aver bisogno di sostanziali modifiche per alloggiare dei sistemi di liquid cooling.

3. Gestione di fughe e sicurezza

• Sebbene i sistemi siano progettati per ridurre al minimo i rischi, le potenziali perdite di liquido possono rappresentare un pericolo.
• Una manutenzione regolare e un monitoraggio costante sono essenziali per prevenire incidenti.

Casi d’uso e prospettive

Nel gennaio 2024, abbiamo annunciato una collaborazione con OVHcloud per alloggiare la soluzione di raffreddamento a liquido sviluppata dal leader europeo nel settore del cloud, presso la nostra sede storica di Marcoussis (Essonne).

L’interconnessione di OVHcloud ai sistemi di raffreddamento di Data4 direttamente sui circuiti d’acqua fredda comporta un risparmio di circa il 25% sul consumo di elettricità rispetto al raffreddamento ad aria convenzionale, raggiungendo l’obiettivo di ridurre l’impronta di carbonio.

“Partendo da esigenze specifiche, abbiamo sviluppato una soluzione su misura per consentire l’integrazione dei suoi server rack raffreddati ad acqua. Come OVHcloud, ci impegniamo a misurare la nostra impronta di carbonio e i nostri strumenti sono molto complementari (calcolatore di carbonio di OVHcloud e Green Dashboard di Dati4)”, spiega Alexandre Delaval, Country Director Francia di Data4.

“Oltre alle soluzioni di collocazione su misura di Data4 e all’elevato grado di flessibilità dei nostri team, questa partnership con Data4 è pienamente in linea con i nostri obiettivi legati al nostro impegno per l’ambiente”, spiega Grégory Lebourg, Direttore Globale Ambienti di OVHcloud.

Molti giganti tecnologici, come Google, Microsoft e Facebook, stanno sperimentando nuove tecnologie e impiegano anche sistemi di raffreddamento a liquido nei loro data center. Queste aziende sono alla costante ricerca di soluzioni per ridurre la loro impronta di carbonio e aumentare l’efficienza delle loro operazioni. Ad esempio, Microsoft ha testato server immersi in serbatoi di raffreddamento a liquido in Scozia, ottenendo risultati promettenti in termini di riduzione dei costi energetici e miglioramento delle prestazioni.

Conclusione

Il raffreddamento a liquido rappresenta un progresso notevole per l’industria dei data center, offrendo una soluzione praticabile alle sfide crescenti in termini di gestione del calore e di consumo energetico. Nonostante le sfide iniziali legate ai costi e alla complessità, i benefici a lungo termine in materie di efficienza energetica e densità di potenza e durata li rendono un’opzione sempre più attraente per gli operatori di data center in tutto il mondo. Adottando queste tecnologie, i data center possono non solo migliorare le loro prestazioni, ma anche contribuire alla protezione dell’ambiente in maniera significativa.