De afgelopen jaren hebben we een aanzienlijke groei gezien in de warmteontwikkeling binnen datacenters. De warmtevraag per chip is exponentieel toegenomen. De stijging bedraagt enkele honderden watt naar soms 1,5 kilowatt per chip. Dat zal naar verwachting toenemen naar zelfs 2,5 kilowatt. “Traditionele luchtkoeling kan zulke hoeveelheden warmte niet langer kostenefficiënt afvoeren,” zegt Heiko Ebermann, Global Offering Manager Liquid Cooling van Vertiv. Een van de consequenties is dat datacenters zich moeten gaan aanpassen. “Vloeistofkoeling, en dan vooral liquid-to-chip, is de logische volgende stap.”
Nu is het niet zo dat vloeistofkoeling per se nieuw is. Sommige mainframes werden al in de vorige eeuw met water gekoeld, en Vertiv heeft hun eerste prototype voor liquid-to-chip al in 2004 geproduceerd. “Maar het was tot voor kort altijd een niche-oplossing. De afgelopen twee jaar is er opeens massaal behoefte aan.”
Uitdagingen van vloeistofkoeling
Maar ook al is de noodzaak en behoefte daar, een overstap naar vloeistofkoeling is niet in een keer te realiseren. Bestaande datacenters zullen zich geleidelijk moeten aanpassen. “We moeten ons voorbereiden op een hybride infrastructuur, waarbij zowel luchtkoeling als vloeistofkoeling wordt ingezet”, zegt Ebermann. “Maar de toekomst ligt duidelijk bij vloeistofkoeling.”
Gebruik van vloeistofkoeling in datacenters kan eerst afschrikken
Hoewel vloeistofkoeling duidelijk voordelen biedt, brengt het ook aanzienlijke uitdagingen met zich mee. De technologie vereist een compleet nieuwe benadering van de datacenterinfrastructuur. Vertiv is een van de vendoren met producten voor de integratie van deze technologieën. Zo is het bedrijf aanbieder van koelmiddelverdeeleenheden (Coolant Distribution Units, CDUs), die water of een water-glycolmengsel naar de racks en servers transporteren. Dit vraagt om nieuwe kennis en strikte kwaliteitsnormen, vooral op het gebied van netheid en filtratie.
“De educatie van zowel onze klanten als interne teams is cruciaal,” aldus Ebermann. “Het gebruik van vloeistof in datacenters kan eerst afschrikken, vooral gezien de angst voor lekken. Maar vloeistof was al aanwezig in de mainframecomputers, en we hebben inmiddels voldoende ervaring en technologie ontwikkeld om deze overstap veilig en effectief te maken.”
Immersiekoeling
Naast liquid-to-chip wordt ook naar immersiekoeling gekeken als een potentiële oplossing. Deze technologie maakt luchtkoeling volledig overbodig door servers direct in een vloeistof te plaatsen, waardoor de warmte nog efficiënter wordt afgevoerd. Dit biedt ook voordelen op het gebied van restwarmtebenutting, een belangrijke factor in bepaalde regio’s waar restwarmte een economische waarde heeft.
Bij immersiekoeling kun je meer restwarmte hergebruiken
“Bij immersiekoeling kan de temperatuur van het koelsysteem verder worden opgevoerd, wat het mogelijk maakt om meer restwarmte te hergebruiken,” legt Ebermann uit. “Deze technologie biedt dus niet alleen een efficiëntere manier van koelen, maar draagt ook bij aan duurzaamheid door de mogelijkheid tot warmtewinning.”
Toekomstbestendige oplossingen
Hoewel de stap naar vloeistofkoeling onvermijdelijk lijkt voor high-performance applicaties, is het essentieel om dit op een zorgvuldige manier te implementeren. Vertiv werkt volgens Ebermann nauw samen met chipfabrikanten, zoals Nvidia, om de juiste oplossingen vroeg in de productontwikkeling te bieden. Hij benadrukt dat er geen reden is voor angst: “Wij laten onze klanten niet in de steek. We voorzien hen van alle benodigde informatie, van datasheets tot handleidingen, en bieden uitgebreide trainingen aan.”
TCO is alles
Uiteindelijk, zegt Ebermann, hangt alle koeling af van de Total Cost of Ownership (TCO). Ook onderhoud speelt een rol in de kostenoverweging. “Bij immersiekoeling moet men bijvoorbeeld bedenken dat de servers voor onderhoud uit de tanks gehaald moeten worden.” Volgens Ebermann is de kennis die nodig is om een vloeistofsysteem te onderhouden goed te leren voor datacenterbeheerders. De medewerkers van datacenters zijn gewend aan bepaalde procedures. Die kunnen aangepast kunnen worden. “De sector biedt geweldige producten die alles naadloos samenbrengen.”
De overgang naar vloeistofkoeling is inmiddels niet langer optioneel. Het is volgens Ebermann een noodzaak om de groeiende eisen van AI en HPC bij te benen. Hoewel de implementatie tijd en investeringen vergt, moet het op langere termijn voor voordelen zorgen: lagere kosten, een efficiënter energieverbruik en de mogelijkheid om restwarmte te benutten.