La refrigeración líquida se ha convertido en el gran facilitador de la computación de alta densidad en el Edge

En 2020, el entonces director ejecutivo de Iceotope, David Craig, escribió un artículo para DCD en el que afirmaba que “el Edge tiene necesidades que solo la refrigeración líquida puede satisfacer”.

“A medida que las empresas de casi todos los sectores verticales comienzan a implementar TI en la gran cantidad de ubicaciones donde se requiere el procesamiento y acceso a datos cerca de personas y objetos”, escribió Craig. “Estos nuevos entornos Edge no serán uniformes, pero la necesidad de mantener refrigerados los equipos de TI será un elemento común a todos”.

Cinco años después, Craig se ha retirado de la empresa de refrigeración líquida, pero parece que sus predicciones se han hecho realidad.

Neil Edmunds, vicepresidente de gestión de productos de Iceotope, describe el Edge como cualquier cosa fuera de ese «espacio en blanco supercontrolado que los centros de datos suelen tener», lo que significa que prácticamente cualquier lugar podría considerarse para implementaciones de Edge, siempre que se tenga acceso a la tecnología adecuada.

Si bien la revolución de la IA se ha caracterizado por titulares diarios sobre cómo los hyperscalers amplían la superficie de sus centros de datos para albergar todas sus necesidades de computación de IA, una infraestructura de alta potencia no es exclusiva de quienes tienen los recursos más abultados ni de los centros de datos más grandes. Por ejemplo, en febrero de 2024, Supermicro se asoció con Nvidia para lanzar servidores Edge AI optimizados para aplicaciones, compatibles con diversas implementaciones de hardware de Nvidia, incluyendo múltiples H100; aunque, según el sitio web de Supermicro, todos estos servidores están refrigerados por aire.

Dicho esto, Edge sigue creciendo en popularidad, especialmente a medida que las empresas pasan cada vez más del entrenamiento de IA a la inferencia, donde el modelo aplica el conocimiento aprendido, ya que la mayor parte de este trabajo puede realizarse en un entorno Edge, lo que reduce el tiempo necesario para enviar datos a un servidor centralizado y recibir una respuesta.

Como resultado, no todos los que han logrado conseguir unas Nvidia H100 quieren mantenerlas en un centro de datos en Virginia (EE. UU.) o Slough (Reino Unido).

Edmunds afirma que las implementaciones Edge se pueden encontrar en cualquier lugar, desde un poste o una farola, donde el equipo informático está expuesto al viento, la lluvia o incluso la nieve, hasta un bloque de oficinas o un edificio remodelado. Una empresa también podría considerar una implementación de Edge en un entorno, como los países nórdicos o Sudamérica, donde podría estar expuesto a temperaturas extremas.

Todo esto significa que, si bien en algunos casos la ubicación Edge puede estar limpia y bien iluminada, es poco probable que cuente con todas las comodidades que ofrece un centro de datos tradicional. Con una gama tan amplia de posibles ubicaciones Edge, se necesitan soluciones de refrigeración versátiles, y aquí es donde el líquido entra en juego.

Superando al enfriamiento por aire

La refrigeración líquida no es un concepto nuevo, ya que se ha utilizado de alguna manera para enfriar el hardware informático desde la década de 1960. Sin embargo, si bien la mayoría de las conversaciones en torno a la tecnología se relacionan con su papel para ayudar a sostener y hacer crecer los racks cada vez más densos necesarios para las cargas de trabajo de IA, para quienes buscan implementar infraestructura informática en el Edge, también es una cuestión práctica.

Los defensores de la refrigeración líquida afirman que es especialmente adecuada para las implementaciones Edge porque es más fácil de instalar que los sistemas de aire. Esto podría facilitar considerablemente la conversión de un edificio abandonado, por ejemplo, afirma Edmunds.

“Puede que no haya mucho espacio para instalar un sistema de disipación de calor externo de tamaño y escala tradicionales en una instalación refrigerada por aire”, explica. “Por lo tanto, normalmente, sobre todo para Iceotope, y supongo que para otras tecnologías de refrigeración líquida, la infraestructura exterior necesaria para la disipación de calor de los diseños refrigerados por líquido al aire es mucho más compacta que la infraestructura aire-aire.

En los centros de datos típicos, se utilizan enormes torres de refrigeración que evaporan grandes cantidades de agua, grandes sistemas de disipación de calor aire-aire o un sistema de aire fresco para su ventilación. Implementar todos estos sistemas en el Edge será muy difícil, ya que suelen requerir una gran cantidad de filtración, grandes requisitos de espacio y, potencialmente, una gran cantidad de energía para su funcionamiento. La necesidad de un sistema de disipación de calor compacto, prácticamente portátil y desplegable será fundamental para que las personas puedan utilizar espacios previamente ocupados que ahora están abandonados.

Sin embargo, Sean Graham, director de investigación de tendencias de centros de datos de nube a Edge en IDC, dijo que, si bien ciertamente tiene sus beneficios para algunas implementaciones, el caso de la refrigeración líquida en el Edge tal vez no sea tan claro como uno podría creer.

Graham considera que, entre las diversas tecnologías de refrigeración líquida disponibles, la inmersión es la más adecuada para el Edge. Sin embargo, la respuesta a qué opción de refrigeración es la mejor siempre depende de la implementación.

“Realmente todo depende del poder computacional que tengas”, dice Graham.

“El mundo habla de IA, pero incluso con proyecciones agresivas, solo representará el 20 por ciento de todo el mercado de centros de datos.

Así que, al hablar de cargas de trabajo tradicionales, no todo será IA ni alta densidad, y el aire sigue siendo un método de refrigeración adecuado. Incluso existen soluciones híbridas de líquido-aire. Por lo tanto, el aire aún tiene un lugar muy importante en el mercado.

Además, Graham señala que si su ubicación Edge ya está configurada para refrigeración por aire y sus densidades son bajas, invertir en refrigeración líquida podría no ser necesariamente lo más sensato.

La empresa australiana de geofísica DUG, anteriormente conocida como DownUnder GeoSolutions, ha decidido evitar el aire y llevar refrigeración líquida al Edge.

Fundada originalmente para procesar datos sísmicos en ubicaciones mineras, desde 2003 DUG ha estado proporcionando soluciones de computación de alto rendimiento (HPC) refrigeradas por inmersión para el análisis de datos científicos.

Ron Schop, vicepresidente ejecutivo de DUG, dice que dos factores impulsaron la decisión de la empresa de sumergirse en el mundo de la refrigeración por inmersión.

“Lo primero fue que los datos se volvían más densos y grandes, por lo que nuestras necesidades de computación eran cada vez mayores”, dice. “Lo segundo fue que estábamos trabajando en nuevas tecnologías para generar imágenes sísmicas, lo que también requería aún más computación.

En resumen, para todo lo que pretendíamos hacer en el futuro, necesitábamos cada vez más computación. Luego revisamos nuestra factura de electricidad y pensamos: esto no es sostenible.

Si bien Schop dice que la compañía consideró otras tecnologías (“el líquido a chip es interesante, pero probablemente en la escala que necesitamos, no es aplicable”), fue el enfriamiento por inmersión lo que podría ofrecer a DUG el enfriamiento y la eficiencia que tanto necesitaba.

“Para nosotros, al principio solo era cuestión de dinero, porque el cómputo que teníamos era demasiado costoso [de mantener] y, aun así, necesitábamos más”, dice Schop. “Así que empezamos a buscar alternativas seriamente, y la refrigeración por inmersión fue la clara ganadora para nosotros”.

El enfriamiento por inmersión existe en dos formas, monofásica y bifásica, y es la práctica de sumergir los servidores directamente en un recipiente con fluido dieléctrico y utilizar el alto potencial de transporte de calor de estos fluidos para alejar el calor del equipo de TI, ofreciendo una eficiencia de enfriamiento extremadamente alta.

No es ni de lejos la única tecnología de refrigeración líquida del mercado. Iceotope, en cambio, combina refrigeración por inmersión y refrigeración directa al chip para su oferta de refrigeración líquida, enfocando con precisión los componentes más calientes del sistema informático con una pequeña cantidad de fluido dieléctrico, un modelo que, según la compañía, le permite recuperar casi el 100% del calor generado.

Pero una vez que DUG decidió apostar por la inmersión, se encontró con otro problema: las soluciones que había en el mercado en ese momento no cumplían con sus promesas, en particular cuando se implementaban a gran escala.

Schop recuerda: “Quedó bastante claro que queríamos una solución monofásica, donde el fluido simplemente permanezca en el tanque, porque tan pronto como el fluido sale del tanque, surgen otros problemas.

Empezamos en un garaje, somos una empresa con mucha iniciativa, y pensamos: «Bueno, no encontramos la solución de inmersión que necesitamos, así que construyámosla nosotros mismos». Así que empezamos a fabricar nuestros propios tanques de refrigeración.

En consecuencia, DUG se hizo conocido como uno de los primeros en adoptar diseños de centros de datos refrigerados por inmersión. Schop afirma que, ocasionalmente, todavía discute con los «defensores acérrimos de la refrigeración por aire», pero su respuesta es simplemente mostrarles los datos que DUG ha recopilado para respaldar su oferta, explicando a los detractores que la empresa gasta la mitad en electricidad, su computación no falla y apenas sufre interrupciones.

Y añade que, cuando se cuenta con tanto equipo, la opción lógica es usar refrigeración por inmersión, y afirma que «La computación Edge que ofrecemos sería muy difícil de integrar en una solución refrigerada por aire. Y, además, al tener la computación en un tanque, podemos instalarla en algunos de los entornos más extremos del mundo».

(datacenterdynamics.com)

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