Três tendências que impulsionam o resfriamento líquido em data centers

Com a infraestrutura de TI evoluindo para suportar mais capacidade de computação em mais locais, o resfriamento líquido é uma tecnologia animadora para os data centers

Ted Kawka
Lindsay Schulz
Três tendências que impulsionam o resfriamento líquido em data centers

O crescimento exponencial dos dados e o desenvolvimento de tecnologias de análise avançada de dados levaram a grandes mudanças na infraestrutura de TI. A infraestrutura vem ganhando mais força do que nunca, e os data centers vêm ganhando mais capacidade de computação em espaços menores. Mesmo quando a IA não era tão popular quanto ela é agora, vários avanços no mercado já vinham exigindo mais dos data centers, o que mudou o hardware, o surgimento da computação de edge, as implantações de maior densidade e a demanda por maior eficiência.

Com a mudança das cargas de trabalho e do hardware, os operadores de data centers, por sua vez, vêm inovando para oferecer suporte a esses equipamentos mais potentes, que produzem mais calor por dispositivo e, assim, exigem técnicas de resfriamento avançadas. O resfriamento líquido, embora não seja uma tecnologia, já está revolucionando como os data centers resfriam esse hardware potente e de alta densidade que auxilia essas novas tecnologias. Uma vez que as técnicas de resfriamento líquido, desde ar aumentado até resfriamento líquido diretamente nos chips, transferem o calor com mais eficiência do que o ar em si, o resfriamento líquido está ajudando a resolver alguns dos maiores desafios relacionados à refrigeração de servidores de alta densidade. Atualmente, mais fabricantes de servidores estão desenvolvendo recursos de resfriamento líquido diretamente em seus equipamentos, enquanto os operadores de data centers estão se ajustado para atender a essa demanda.

Vamos conferir de perto três tendências que estão impulsionando o uso do resfriamento líquido nos data centers atualmente:

  • Aumento da demanda por cargas de trabalho com uso intensivo de computação
  • Restrições de densidade e espaço em data centers
  • O surgimento da computação de edge

Tendência nº 1: Aumento da demanda por cargas de trabalho com uso intensivo de computação

Um número cada vez maior de organizações estão aproveitando aplicações como a IA e a aprendizagem de máquina para melhorar a experiência dos clientes, aumentar a segurança cibernética e transformar os processos comerciais. Para implementar essas tecnologias e maximizar seu valor, uma infraestrutura cada vez mais potente é necessária. O treinamento de modelos de IA, por exemplo, usa computação de forma intensiva, e o hardware associado evoluiu para atender ao aumento da demanda da IA e a outras aplicações.

No entanto, bem antes de a IA virar moda, o mercado já vinha avançando na adoção de cargas de trabalho com uso mais intensivo de computação. O volume de dados que as organizações possuem tem crescido exponencialmente. Temos exigido também ferramentas e tecnologias cada vez mais potentes para processar esses dados e transformá-los em informações para gerar resultados para os negócios. O hardware de computação vem evoluindo ao longo dos anos para aumentar a capacidade de computação.

Os processadores, por exemplo, vêm evoluindo há décadas para permitir um maior volume de capacidade de computação.

  • CPUs: primeiro, as unidades centrais de processamento (CPUs) foram adicionadas aos computadores para aumentar a capacidade de computação das máquinas. Os primeiros microprocessadores surgiram na década de 1970.
  • Processadores multinúcleo: depois disso, nos anos 2000, descobrimos como aumentar o número de núcleos de processamento por CPU para melhorar a performance e reduzir o consumo de energia.
  • CPUs mais GPUs: mais tarde, ainda nos anos 2000, surgiram as unidades de processamento gráfico (GPUs) para realizar tarefas de renderização de gráficos. Atualmente, elas são usadas em uma série de aplicações como aprendizagem de máquina por conta da sua excelente capacidade para realizar processamento paralelo. Hoje, os computadores modernos combinam CPUs e GPUs para descarregar a capacidade de processamento, e com a IA/ML, as CPUs e as GPUs trabalhando juntas aumentam a densidade.

Algumas outras tendências também contribuíram com o rápido aumento da demanda por computação e o maior consumo de energia.

  • Virtualização: iniciativas de virtualização surgiram para limpar ambientes dispersos de hardware, aumentar a agilidade e criar uma camada de abstração entre os clientes e os hosts em que eram executados a fim de melhorar o uso do hardware. Isso permitiu que os departamentos de TI utilizassem mais a capacidade de computação de seu hardware em vez de escolher um hardware para uma tarefa ou aplicação específica.
  • Aumento da segurança: processos de segurança, como análise de dados, criptografia e descriptografia, usam a CPU de forma intensiva e exigem muita energia. À medida que tornamos as aplicações mais seguras, a demanda pela capacidade de computação só aumentou.
  • Conteinerização: a conteineirização permite que um software execute um sistema operacional de qualquer fornecedor compilando todos os códigos e bibliotecas necessários em um “contêiner”. Também é um recurso de computação mais eficiente, pois remove a camada do sistema operacional, permitindo também que os profissionais utilizem mais a sua capacidade de computação. Em última instância, é necessária uma menor capacidade de computação para executar uma aplicação, mas os profissionais conseguem aumentar a utilização do servidor, aumentando assim o consumo de energia por servidor.

Todas essas mudanças aumentaram a capacidade e as demandas de computação do hardware e, por sua vez, a energia consumida e o calor gerado pelo hardware. O resfriamento líquido é uma importante tecnologia para suprir o aumento das temperaturas nos data centers causado por hardware de maior densidade.

Tendência nº 2: restrições de densidade e espaço em data centers

Os operadores de data centers também vêm inovando para acomodar hardware com uso ainda mais denso de energia. Tradicionalmente, os data centers têm precisado acomodar uma série de densidades para atender a uma variedade de tecnologias de clientes. Gabinetes com alta densidade de energia e maior geração de calor normalmente seriam dispostos pelo data center para distribuir o calor e atender a requisitos de resfriamento. No entanto, com o aumento do volume de hardware com alta densidade de energia, a disposição de servidores densos por diferentes gabinetes tornou-se inviável, ineficiente e dispendioso por conta do maior comprimento dos cabos. Além disso, cargas de trabalho como computação de alto desempenho (HPC) e IA precisam que os servidores fiquem o mais perto possível para reduzir a latência entre os recursos de computação. Os data centers que usam resfriamento líquido podem minimizar o espaço entre os gabinetes e o hardware, deixando servidores com alto consumo de energia bem perto uns dos outros. Isso torna o uso do espaço dos data centers mais eficiente e permite cargas de trabalho de HPC e IA.

E uma vez que o resfriamento líquido transfere calor com mais eficiência do que o ar, mais energia indo para o gabinete pode ser usada na computação e não na operação de ventiladores. Isso aumenta efetivamente a capacidade sem usar mais energia ou espaço. Quando é multiplicado por todo o data center, o resfriamento líquido pode aumentar a capacidade de computação do local mesmo com o aumento da densidade.

Tendência nº 3: o surgimento da computação de edge

Outro grande avanço no mercado foi a mudança de paradigma para a computação de edge. Muitas empresas estão em um processo de migração de infraestruturas centralizadas para modelos mais distribuídos. Mais dados estão sendo gerados pelos usuários finais em locais na edge, e as empresas têm fortes incentivos para processar dados na edge, perto de onde eles são gerados, a fim de diminuir a latência, aumentar a performance e reduzir os custos de backhaul. É por esses motivos que as organizações estão colocando mais capacidade de processamento na edge. Uma conectividade de rede mais rápida com locais na edge permite que mais capacidade de computação seja colocada na edge, mas isso exige que esses locais tenham mais eficiência em energia e resfriamento.

Antigamente, o resfriamento líquido era usado sobretudo em implantações de alta densidade centradas em grandes áreas metropolitanas. No entanto, com o aumento da computação de edge, as empresas precisavam de mais capacidade de computação em locais na edge, especialmente em setores como construção, petróleo e gás e saúde, em que o armazenamento de dados e a computação precisam estar próximos aos usuários finais. À medida que a computação de edge continua a crescer junto com a IA, os data centers em locais na edge vêm possibilitando aplicações e infraestrutura com alto consumo de computação e energia, que, por sua vez, precisam de soluções mais avançadas de resfriamento.

Rumo ao futuro com resfriamento líquido

Diversas tecnologias de resfriamento líquido surgiram para atender à demanda por um resfriamento mais eficiente nos data centers. A Equinix vem inovando no design de data centers há mais de 25 anos, e estamos trabalhando com os clientes de vários setores atualmente para nos adaptar aos seus projetos de alta densidade e atender às suas necessidades de resfriamento. Estamos colaborando com fornecedores de tecnologias de resfriamento em nossa Unidade de Coinovação em Ashburn, Virginia, EUA. Em 2022, colocamos o resfriamento líquido em prática nos servidores de produção de um dos nossos data centers Equinix IBX® em Nova York. Com as empresas implantando cargas de trabalhos que usam computação de forma mais intensiva como a IA e o ML, continuaremos desenvolvendo nossos projetos de data centers para usar tecnologias de resfriamento eficientes e capazes de implantar com uma alta performance que possibilite essas cargas de trabalho do futuro.

Leia mais sobre como a Equinix está desenvolvendo projetos de data centers em nosso white paper The Data Center of the Future.

Ted Kawka Global Principal
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Lindsay Schulz Global Principal
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