AI-toepassingen zorgen voor een explosieve toename van warmte in datacenters. Daar loopt traditionele luchtkoeling tegen zijn grenzen aan. Liquid cooling wordt langzaam maar zeker de nieuwe standaard. Het goede nieuws: je hebt er geen compleet nieuw datacenter voor nodig.
Vijf jaar geleden was een serverrack met 5 kilowatt aan vermogen volstrekt normaal. Sommige bedrijven gingen naar 10 of 15 kilowatt, maar dat gold al als een uitzondering. “Met de komst van AI en processors die daarvoor nodig zijn, is de rekencapaciteit per rack enorm gestegen,” vertelt Carlo Brouwer, Managing Director bij STULZ. “We praten nu soms al over 100 kilowatt, terwijl Nvidia al 1 megawatt heeft aangekondigd. Dat is 1000 kilowatt per rack. Het verschil met een paar jaar geleden is gigantisch.”
Die ontwikkeling heeft grote gevolgen voor de manier waarop datacenters hun apparatuur koelen. Steeds meer bedrijven, ook in het mkb, gaan krachtige AI-toepassingen gebruiken. Denk aan ingenieursbureaus die complexe simulaties draaien, softwareontwikkelaars die AI op grote schaal inzetten voor code-optimalisatie of medische instellingen die beeldverwerkingssoftware gebruiken voor diagnoses. Ook bij kwaliteitscontrole bij productiebedrijven of voorspellende analyses in de logistiek zijn toepassingen die continu meer rekenkracht nodig hebben.
Orkaankracht in het datacenter
Bij traditionele koeling wordt lucht door het datacenter geblazen om warmte af te voeren. Maar bij de extreme warmteproductie van moderne AI-servers is dat niet meer haalbaar. “De luchtsnelheden moeten zo groot zijn dat je dat niet meer kunt realiseren. Je zou dan lucht met orkaankracht moeten blazen,” legt Brouwer uit. “En zelfs dan kun je bij die hoge vermogens de temperatuur niet op peil houden.”
Traditionele luchtkoeling werkt simpelweg niet meer bij deze extreme warmtelasten. Liquid cooling biedt uitkomst. Vloeistof kan veel efficiënter warmte opnemen dan lucht. “Dat betekent dan wel dat je met een vloeistof direct het serverrack in moet gaan om de servers zelf te koelen.”
Dat kan op verschillende manieren. Bij immersion cooling worden servers volledig ondergedompeld in een speciale vloeistof. Dat is een oplossing die goed werkt voor heel specifieke toepassingen, maar voor reguliere datacenters is het nogal lastig. Servers zijn moeilijk bereikbaar voor onderhoud en de vloeistof moet zorgvuldig worden beheerd. Daarom is deze methode vooral geschikt voor niches. Een andere, meer praktische methode is direct-to-chip cooling, waarbij vloeistof via buisjes rechtstreeks langs de processors circuleert.
Welke methode je ook kiest, het hart van een modern liquid cooling-systeem is de Cooling Distribution Unit, oftewel CDU. Dit apparaat pompt vloeistof op de juiste temperatuur en druk door het koelsysteem. De CDU haalt warmte weg bij de servers via een gesloten circuit. Via een warmtewisselaar geeft de CDU die warmte vervolgens af aan het koelwatersysteem van het gebouw. “Een CDU regelt de temperatuur, de druk en de doorstroming van de vloeistof. De unit zorgt ervoor dat de koelvloeistof op de juiste temperatuur blijft en met voldoende druk door het systeem circuleert.”
Een CDU kan tussen de 300 kilowatt en ruim 2 megawatt aan koelvermogen leveren, afhankelijk van het type. Het apparaat bevat filters om de vloeistof schoon te houden, pompen voor de circulatie en sensoren voor lekdetectie. “Het zijn geteste, betrouwbare systemen die specifiek zijn ontworpen voor datacenters waar stilstand geen optie is.”
Gefaseerd overstappen
De overstap naar liquid cooling vraagt om investeringen. Toch is het niet nodig om een bestaand datacenter in één keer om te bouwen. “Je kunt beginnen met een paar racks die liquid cooling krijgen, terwijl de rest van je datacenter gewoon blijft draaien op luchtkoeling,” zegt Brouwer. “Dat is een groot voordeel. Je creëert als het ware een eiland binnen je bestaande datacenter.”
Die gefaseerde aanpak maakt de stap makkelijker. IT-dienstverleners kunnen ervaring opdoen met liquid cooling in een beperkt deel van het datacenter, zonder het hele systeem te hoeven vervangen. “Als je klanten hebt die AI-toepassingen draaien of high-performance computing nodig hebben, kun je daarvoor een aparte sectie inrichten. De rest van je klanten blijft gewoon op de traditionele manier gekoeld.”
De markt voor deze vorm van high-density koeling is in de Benelux nog pril. Toch merkt Brouwer dat steeds meer colocation-providers de vraag krijgen of ze klanten met liquid cooling kunnen helpen en alles wijst er volgens hem op dat die vraag snel zal toenemen.
Vooruitdenken
Het is volgens Brouwer vooral belangrijk om vooruit te denken. “De vraag naar rekenkracht blijft onverminderd stijgen. Over een paar jaar zijn de vermogens die we nu high-density noemen misschien alweer normaal. Je wilt nu al rekening houden met die groei, zodat je niet over twee jaar opnieuw moet investeren.”
STULZ ontwikkelt verschillende oplossingen voor liquid cooling, van complete CDU-systemen tot componenten die in bestaande infrastructuur kunnen worden geïntegreerd. “We hebben de ervaring en kennis om datacenters te helpen met deze transitie. Of het nu gaat om een volledig nieuw systeem of om een uitbreiding van een bestaand datacenter.”
Voor IT-dienstverleners betekent dit dat liquid cooling geen toekomstmuziek meer is, maar een realiteit waar ze nu al over moeten nadenken. Niet alleen voor grote projecten, maar ook voor kleinere implementaties waar mkb-klanten steeds vaker om vragen. De technologie is er, de kennis is beschikbaar. Het is een kwestie van de stap zetten.
