Refroidissement liquide : l’avenir des datacenters
Spécialisée dans les technologies de climatisation critiques pour l’entreprise, STULZ possède plus d’un demi-siècle d’expérience dans le refroidissement de salles de serveurs et de datacenters. Jusqu’à récemment, l’accent était mis sur les systèmes à refroidissement par air. Toutefois, sous l’effet du développement numérique, les solutions de refroidissement par liquide occupent une place plus importante. L’année dernière, le siège de Hambourg s’est doté d’une nouvelle usine de production dédiée à cette technologie. L’assortiment de produits STULZ couvre aujourd’hui l’ensemble des besoins de refroidissement des datacenters.
Pourquoi le refroidissement liquide?
Le refroidissement liquide n’est pas nouveau. Jusqu’au milieu des années 1980, pratiquement tous les mainframes étaient refroidis à l’eau. « Les ordinateurs devenant plus compacts, le recours au refroidissement liquide est devenu moins évident et le refroidissement par air s’est imposé », explique Johan Vergaelen. « Aujourd’hui, nous atteignons les limites de cette technologie. En principe, un système à l’air ne peut refroidir qu’environ 50 kW maximum par rack, et même dans ce cas, cela demande des vitesses d’air très élevées. Dans un datacenter dédié à l’IA, la densité atteint 100 voire 140 kW par rack. D’un point de vue thermodynamique, il est impossible de gérer de telles charges avec un refroidissement par air. Le refroidissement liquide devient alors une alternative viable. Avec la multiplication des datacenters IA et la densification des racks, il va jouer un rôle de plus en plus important. »
Deux technologies
STULZ propose des solutions avancées pour le refroidissement liquide, réparties en deux catégories : le refroidissement par immersion, d’une part, et le refroidissement liquide direct sur puce (DCLC), d’autre part. Johan Vergaelen: « Dans le premier cas, le serveur est immergé dans un liquide non conducteur. Grâce à l’architecture encapsulée du système, ce type de solutions résiste bien à la poussière, à l’humidité et aux variations de température, mais la maintenance est plus complexe. »
Dans la plupart des cas, le système DCLC est privilégié. « Le liquide de refroidissement – généralement un mélange eau-glycol – circule directement sur les composants via des plaques froides. La chaleur est captée par le fluide caloporteur et envoyée vers des échangeurs thermiques secondaires pour y être dissipée. » Les systèmes DCLC sont évolutifs, compatibles avec un large éventail de densités de racks et adaptés à diverses configurations de datacenters.
CyberCool CDU
Au coeur de chaque système de refroidissement liquide de STULZ se trouve une CyberCool CDU. En régulant le débit, la pression et la température d’alimentation, cette unité compacte garantit un échange thermique maximal pour une consommation d’énergie minimale. Elle assure également une séparation stricte entre l’eau de production primaire (FWS) et le fluide caloporteur (TCS). « Dans le cas du DCLC, le fluide caloporteur doit être parfaitement propre. Les micro-ailettes à travers lesquelles il circule sont si fines que la moindre impureté peut causer des problèmes. C’est pourquoi la CDU est équipée de filtres adaptés, et que nous proposons des contrats de maintenance. »
Outre la CDU, STULZ fournit l’ensemble de l’infrastructure, jusqu’aux racks. « Selon la plage de température de fonctionnement, on peut utiliser un chiller ou un dry cooler. À une température prédéfinie de 40°C, un dry cooler peut suffire ; pour des plages de température plus basses, un chiller sera nécessaire. À titre de comparaison : dans les systèmes refroidis par air, un chiller est pratiquement toujours indispensable. »
Adapté au rétrofit
Le choix de la technologie et la conception du système de refroidissement liquide dépendent de l’infrastructure IT, de la densité des racks et de la courbe des températures. STULZ accompagne ses clients face à ces complexités et les soutient à toutes les étapes, de la conception et du choix des produits à l’installation et la maintenance, tant pour les nouvelles installations que pour le rétrofit. Dans les datacenters traditionnels refroidis par air, un DCLC peut être intégré sans modifications architecturales majeures. « Le principal défi consiste à harmoniser la nouvelle configuration avec l’infrastructure et la capacité de refroidissement déjà en place », explique Johan Vergaelen. « Remplacer les racks existants par des modèles refroidis par liquide, plus denses, implique une capacité de refroidissement supérieure pour une même surface. Une telle conversion demande donc une étude approfondie. »
Liquide et air: une histoire de complémentarité
L’IA, les supercalculateurs et la densité accrue des racks vont entraîner dans les années à venir une croissance exponentielle des besoins en refroidissement liquide. Pour autant, le refroidissement par air ne disparaîtra pas complètement des datacenters : d’une part, parce que les systèmes à refroidissement liquide tirent profit – et en ont même parfois besoin – d’une certaine forme de refroidissement par air pour climatiser l’espace ; d’autre part, parce que le refroidissement par air reste une solution pertinente et rentable pour les faibles densités de racks. « Dans certains cas, le choix entre le refroidissement par air et le refroidissement liquide est évident ; dans d’autres, il s’agit d’un arbitrage complexe entre le coût d’investissement, la complexité de la maintenance, l’évolutivité, etc. En tant que fournisseur de solutions de refroidissement par air et par liquide, nous accompagnons nos clients de manière impartiale et nous leur proposons, quel que soit le choix final, une solution complète et intégrée. »
Par Elise Noyez - photos Stulz Benelux
