Refroidissement en rangée et liquide des baies à haute densité

Pourquoi la haute densité met-elle en échec le refroidissement de salle?

Les premières étapes sont le confinement et les panneaux d’obturation, traités dans le confinement d’allée chaude et d’allée froide. La suivante consiste à raccourcir le chemin de l’air.

Qu’est-ce que le refroidissement en rangée?

Des unités de refroidissement placées dans la rangée, entre les baies, chacune dédiée à sa rangée. ENERGY STAR décrit le refroidissement orienté rangée comme des unités qui refroidissent chacune une rangée, montées parmi les baies, au-dessus ou sous le plancher. Schneider Electric énumère les avantages : des chemins d’air plus courts qui réduisent la puissance des ventilateurs, toute la capacité nominale utilisable, et une capacité et une redondance, N+1 ou 2N, ciblées sur les rangées qui en ont besoin.

Ce ciblage est utile dans les salles mixtes. ENERGY STAR donne l’exemple de serveurs critiques placés dans une rangée avec un refroidissement redondant pendant que les charges moins importantes se trouvent dans une rangée qui n’en a pas. Pour les centres de données existants, Schneider Electric suggère d’envisager le refroidissement en rangée quand on déploie des charges de 5 kW par baie et plus.

Qu’est-ce que le refroidissement par baie?

Un refroidissement intégré à la baie ou fixé à celle-ci, pour que le chemin de l’air soit aussi court que possible. Schneider Electric indique que les chemins des systèmes par baie sont plus courts et définis avec exactitude, insensibles aux variations d’installation et aux contraintes de la salle, et qu’ils atteignent la plus forte densité des trois architectures, jusqu’à 50 kW par baie. Le document de l’ASHRAE sur le refroidissement liquide mentionne l’option étroitement couplée pour les salles existantes à plancher surélevé : compléter ou remplacer le refroidissement par le plancher par un serpentin comme un échangeur de chaleur de porte arrière.

Quand le refroidissement liquide prend-il le relais?

Quand la chaleur doit être prise à la puce plutôt qu’à l’air. Le document du TC 9.9 de l’ASHRAE sur l’émergence du refroidissement liquide décrit les plaques froides directement sur la puce, que la plupart des conceptions actuelles peuvent faire fonctionner avec l’eau d’installation W32, et l’immersion, où l’équipement baigne dans un fluide. Il indique aussi qu’il existe une densité de baie, différente pour chaque solution, à partir de laquelle le coût initial du refroidissement liquide devient inférieur à celui du refroidissement par air de la même charge.

• Échangeur de chaleur de porte arrière : un serpentin à l’arrière de la baie prend la chaleur de l’air évacué; la salle voit toujours de l’équipement refroidi par air.
• Plaques froides directement sur la puce : le liquide prend directement la chaleur du processeur. L’ASHRAE donne un exemple hybride : les processeurs au liquide, le reste du système à l’air par un échangeur de porte arrière. Il note aussi les inconvénients de refroidir seulement le processeur au liquide : la puissance des ventilateurs reste élevée et une moindre part de la chaleur va au liquide.
• Immersion : une large plage de températures, une forte captation de chaleur et une haute densité, selon les termes de l’ASHRAE, avec une complexité accrue de déploiement et de service, l’étanchéité du fluide dans les conceptions par baie et d’éventuelles questions de garantie sur la compatibilité des fluides.

Que veut dire la haute densité pour l’onduleur?

Plus de puissance dans moins de baies, et plus de chaleur de l’onduleur qui les alimente. La feuille de calcul de charge de refroidissement de Schneider Electric compte les pertes de l’onduleur et de la distribution électrique dans la chaleur de la salle; à haute densité, l’onduleur est habituellement plus gros et ses pertes aussi. Les systèmes liquides ajoutent aussi des pompes et des unités de distribution de liquide de refroidissement qui ont besoin d’alimentation, et un chemin de refroidissement qui doit continuer de fonctionner pendant une panne du réseau, ce qui a sa place dans le plan de l’onduleur et de la génératrice.

La distribution change aussi : les baies à haute densité tirent davantage par circuit et habituellement par PDU de baie; voyez les types de PDU de baie. Le calcul de la chaleur se trouve dans le guide de dimensionnement du refroidissement d’une salle de serveurs.

Qu’est-ce qui change dans la salle quand la densité augmente?

La prévisibilité et la redondance deviennent le plus difficile. Schneider Electric note que dans les salles sans confinement, garantir la redondance des unités de refroidissement devient une analyse très compliquée et difficile à valider, alors que les conceptions en rangée permettent de cibler une redondance N+1 ou 2N sur des rangées précises. Des chemins d’air plus courts veulent aussi dire que toute la capacité nominale de chaque unité peut être utilisée, plutôt qu’une part perdue dans l’air qui contourne l’équipement.

Le chemin électrique change au même rythme. Les baies denses sont habituellement alimentées par des circuits et des PDU de baie de plus grande capacité, et l’onduleur qui les alimente porte plus de charge en moins d’endroits : une seule panne de refroidissement près de ces baies touche donc une plus grande part de la charge de l’onduleur. C’est une raison de donner le refroidissement redondant aux rangées les plus denses, comme le suggère l’exemple de rangée critique d’ENERGY STAR.

Comment choisir entre la rangée, la baie et le liquide?

Selon la densité actuelle, la densité prévue et la salle. Une salle qui fait en moyenne quelques kilowatts par baie avec quelques baies denses peut souvent accueillir des unités en rangée à côté de ces baies. Un nouveau déploiement à haute densité peut commencer par un refroidissement par baie ou de porte arrière et laisser de la place pour le liquide. Une chaleur au niveau du processeur que l’air ne peut pas évacuer demande des plaques froides ou l’immersion, avec l’eau d’installation que décrit le document.

La conception, l’installation et l’entretien du refroidissement sont réalisés par des sous-traitants spécialisés en refroidissement. Du côté électrique, la planification de la capacité et le service des onduleurs de centre de données couvrent l’onduleur qui alimente les baies.