Panoramica delle unità di distribuzione del refrigerante (CDU) nei data center
I problemi di raffreddamento dell'IT continuano ad aumentare, poiché le nuove tecnologie di calcolo accelerate dai server, l'apprendimento automatico, l'intelligenza artificiale e il calcolo ad alte prestazioni determinano densità di calore più elevate nell'ambiente del data center. Il liquid cooling si sta rapidamente affermando come tecnologia ottimale per gestire con efficienza gli hot spot ad alta densità di potenza. Come mostra il grafico che segue, con l’aumento della densità dei rack nel data center, l’aria non è efficace quanto il liquido nel raffreddamento del carico.
Come si evolve la tecnologia di raffreddamento con l’aumentare della densità dei rack nel data center.
Utilizzo di liquidi per integrare i sistemi di raffreddamento delle strutture esistenti
Affinché le CPU e le GPU ad alta potenza operino entro le specifiche, note come mantenimento entro la temperatura del case, l’unità di distribuzione del refrigerante (CDU) offre una gamma più ampia di capacità di raffreddamento, maggiore efficienza e una soluzione più flessibile rispetto alle opzioni di raffreddamento ad aria tradizionali.
Una CDU è progettata per gestire carichi di calore elevati per ambienti di computing e data center ad alta densità, fornendo capacità di raffreddamento critiche e funzioni di rimozione del calore. La CDU fornisce liquido di raffreddamento controllato per il raffreddamento mediante scambiatori di calore, dispositivi direct-to-chip e a immersione.
Che cosa sono le unità di distribuzione del refrigerante?
Le CDU sono parte integrante dei sistemi di raffreddamento a liquido progettati per aumentare l’efficienza complessiva del sistema e ridurre il costo totale di proprietà delle applicazioni ad alta densità nel data center.
Le CDU fanno circolare e pompano il refrigerante in un sistema a circuito chiuso all’interno del rack e del telaio del server e utilizzano l’acqua della struttura (nei sistemi di raffreddamento a liquido completo) e l’aria all’esterno del rack per raffreddare i server.
Il liquido è più efficace nel trasferire il calore
Poiché il liquido è più efficiente dell’aria nel trasferimento del calore, le CDU possono essere introdotte dove densità più elevate dei rack hanno aumentato il calore prodotto oltre la capacità dei sistemi raffreddati ad aria. La rete della CDU scambia il calore tra i sistemi di raffreddamento esistenti dell’edificio o il circuito del liquido (FWS) e il circuito della CDU (TCS), che si avvicina più vicino alle apparecchiature IT.
Vertiv™ XDU, unità di distribuzione del refrigerante con pavimento rialzato
Come funzionano le unità CDU?
Le unità di distribuzione del refrigerante creano un circuito secondario isolato separato dall'alimentazione dell'acqua refrigerata, consentendo una gestione rigorosa del contenimento e un controllo preciso della temperatura, della pressione e della portata del sistema di raffreddamento a liquido.
La CDU mantiene la temperatura di alimentazione del circuito secondario al di sopra del punto di rugiada del data center, prevenendo la condensa e garantendo un raffreddamento sensibile al 100%.
Che si tratti di CDU in-row autonome o integrate in-rack, le unità di distribuzione del refrigerante liquido-liquido devono essere collegate alla FWS esistente supportata da uno scambiatore di calore che faciliti il trasferimento del calore fuori dall'unità CDU.
Vertiv™ XDU, pavimento sopraelevato, vista frontale, primo piano
Vertiv™ XDU, Vista posteriore
Per un sistema liquido-aria, la CDU trasferisce il calore all'ambiente di alimentazione utilizzando una batteria di scambio termico all'interno del CDU.
Le CDU sono dotate di filtri, in genere da 50 micron, per mantenere privi di contaminanti e detriti l’alimentazione dell’acqua e per proteggere l’integrità e le prestazioni della piastra di raffreddamento del server. La maggior parte dei sistemi è dotata di rilevamento integrato delle perdite, dispositivi intelligenti di monitoraggio del flusso e funzioni di allarme per mantenere le prestazioni del sistema e proteggere le apparecchiature del data center.
L’unità di distribuzione del refrigerante Vertiv™ Liebert® XDU 070 funge da scambiatore di calore liquido-aria per i chip di raffreddamento.
CDU liquido-liquido
Le CDU liquido-liquido offrono le migliori prestazioni di raffreddamento. Tuttavia, richiedono l’installazione di tubi e pompe per il collegamento all’acqua della struttura.
CDU liquido-aria
Anche se la capacità e la capacità di raffreddamento sono limitate rispetto ad altri dispositivi, i prodotti di questa categoria non richiedono che i tubi dell’acqua siano collegati al sistema dell’edificio per la dissipazione del calore. Le CDU liquido-aria possono essere installate in modo più efficiente, richiedono meno spazio e hanno costi iniziali e di installazione inferiori rispetto alle CDU liquido-liquido. Consentono il raffreddamento a liquido localizzato per apparecchiature IT ad alta uscita, ma sfruttano le tecnologie dei sistemi di raffreddamento dei data center esistenti per dissipare il calore.
Vantaggi di un'unità di distribuzione del refrigerante
efficienza del raffreddamento
Le CDU sono più compatte e flessibili rispetto ai tradizionali sistemi di condizionamento dell’aria. A causa delle dimensioni e del peso ridotti, possono anche essere collocati più vicino al server raffreddato, il che richiede meno energia perché non devono distribuire il refrigerante su un intero ambiente o edificio.
Le CDU possono ottenere risparmi energetici significativi rispetto ai condizionatori d'aria o ai chiller tradizionali riducendo il consumo energetico e aumentando al contempo i tempi di attività e l'affidabilità del sistema, con conseguente riduzione dei costi operativi a lungo termine.
Controllo preciso della temperatura
Le CDU possono anche aiutare a proteggere i data center da potenziali danni dovuti al surriscaldamento. Grazie a controller specializzati, le CDU possono mantenere temperature precise da -20°C (-4 ̊F) fino a un massimo di +70°C (158 ̊F), rendendo più facile per gli operatori dei data center personalizzare i propri requisiti. Ciò evita guasti ai componenti o persino rischi di incendio.
Ridondanza
Le pompe ridondanti e gli ingressi di alimentazione garantiscono il funzionamento continuo e il mantenimento continuo di temperatura, portata e pressione precise, garantendo così tempi di attività e una maggiore affidabilità.
Conclusione
Le unità di distribuzione del refrigerante (CDU) sono essenziali nei data center con applicazioni ad alta densità che forniscono un’erogazione controllata e un controllo preciso del sistema di raffreddamento a liquido. Contribuiscono a gestire i carichi termici, ridurre il consumo energetico e aumentare l’efficienza e l’affidabilità grazie alla ridondanza. Le CDU promuovono anche la sostenibilità ambientale riducendo le emissioni di anidride carbonica.
Sistema di raffreddamento Vertiv™ Liebert® XDU
