A abordagem exclusiva da HoMEDUCS para manter os data centers modulares refrigerados

Joe Milão | 25 de julho de 2023

Com o avanço da IA ​​e do 5G, as preocupações com a privacidade e a expansão contínua da Internet das coisas, há uma procura cada vez maior por computação de ponta. A popularidade dos data centers modulares tem crescido para atender a essa demanda, uma vez que podem ser implantados rapidamente em áreas remotas, bem como complementar data centers físicos.

No entanto, uma questão importante para todos os centros de dados é o seu consumo de energia e água (particularmente para refrigeração, que representa até 40% do consumo de energia dos centros de dados), o que os tornou objecto de notícias de primeira página.

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Em fevereiro de 2023, foi revelado que um data center do Google usa um quarto da água de uma cidade de Oregon e, de acordo com um estudo de 2021 da Virginia Tech, "um quinto da pegada hídrica direta dos servidores do data center vem de água moderada a altamente hídrica". bacias hidrográficas estressadas." Grande parte desta água é usada para resfriamento evaporativo, o que se torna um problema nas condições históricas de seca vividas no sudoeste dos EUA.

Para data centers modulares, o resfriamento é uma questão particularmente importante devido aos seus espaços apertados e à capacidade de implantação em locais remotos que exigem resfriamento por imersão à base de líquido, usando resfriadores com uso intenso de energia ou resfriamento evaporativo extraído do abastecimento de água.

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Em maio, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada - Energia (ARPA-E) do Departamento de Energia dos EUA anunciou seu programa Cooling Operations Optimized for Leaps in Energy, Reliability, and Carbon Hyperefficiency for Information Processing Systems (COOLERCHIPS), que financia projetos para reduzir o impacto ambiental impacto dos data centers através do desenvolvimento de "tecnologias de resfriamento altamente eficientes e confiáveis".

O objetivo fundamental do projeto, de acordo com o Dr. Peter de Bock, diretor do programa da COOLERCHIPS, é encontrar "um caminho transformacional para data centers e computação mais eficientes em termos energéticos" como parte da esperança maior de reduzir as emissões de carbono para, como disse a secretária de Energia dos EUA, Jennifer M. Granholm, "vencer as alterações climáticas e alcançar o nosso futuro com energia limpa".

Um projeto financiado que se mostra particularmente promissor para o resfriamento de data centers modulares é o projeto Holistic Modular Energy-efficient Directed Cooling Solutions (HoMEDUCS) da Universidade da Califórnia, Davis.

Em vez de tentar obter um melhor arrefecimento através de um único elemento ou de uma simples atualização dos métodos de arrefecimento anteriores, o projeto HoMEDUCS implementa uma série de melhorias significativas em todo o sistema modular de arrefecimento do centro de dados, começando com o princípio básico do que realmente precisa de ser arrefecido. .

Data center HoMEDUCS em modo de operação (cortesia da equipe UC Davis HoMEDUCS)

Ao contrário dos escritórios com temperaturas confortáveis ​​entre 68-76 graus Fahrenheit (20-24,4 graus Celsius) – conforme recomendado pela OSHA – os chips de computador toleram temperaturas muito mais altas (158-176 graus Fahrenheit/70-80 graus Celsius). (Este é um fato que todos nós aprendemos com laptops quentes, que às vezes causam queimaduras graves). Os chips de computador podem suportar temperaturas que, mesmo nos dias mais quentes, o sudoeste dos EUA não atinge.

Ao focar nesta ideia, o líder do projeto HoMEDUCS, Dr. Vinod Narayanan, diz: "Se você tiver um chip de computador a 80 graus Celsius, mesmo se tiver um ambiente externo a 40 graus Celsius (104 graus Fahrenheit) ... isso [ diferença de temperatura] pode ser usada para afastar o calor do chip." O projeto de resfriamento da HoMEDUCS concentra-se na extração e dissipação do calor do chip para o ar ambiente, começando com o resfriamento líquido direto do chip.

HoMEDUCS usa um design de placa fria que difere de outros designs de placa fria por seu design exclusivo de canal de fluido que se concentra em escalas menores e geometria diferente que melhora a transferência de calor enquanto reduz a queda de pressão, reduzindo assim a potência de bombeamento necessária para o fluido de placa fria (propilenoglicol ).