Cada día que pasa, los centros de datos se vuelven más avanzados. No solo eso, sino que también consumen más energía. Según una encuesta reciente de DeloitteLos centros de datos consumirán aproximadamente 2% de la electricidad del mundo en 2025Si se convierte a teravatios-hora, es aproximadamente 536 TWh. De igual forma, se espera que esta cifra alcance aproximadamente 1065 TWh by 2030.
Si no se gestiona adecuadamente, esto también podría resultar en un aumento de los costos operativos. Este consumo y costo masivos podrían afectar la infraestructura general. Por lo tanto, los centros de datos necesitan adoptar técnicas de gestión térmica significativas para reducir el consumo y los costos. Hoy analizaremos estas técnicas y su impacto en el rendimiento de los centros de datos.
¿Qué es un centro de datos?
A en el centro de datos Es un centro digital que almacena, gestiona y comparte grandes cantidades de datos y aplicaciones. Incluye computadoras, servidores, equipos de red y dispositivos de almacenamiento. Los centros de datos son la base de todos los sectores, como las telecomunicaciones, los medios de comunicación, la salud, la inteligencia artificial, las TI, la educación y la seguridad. Las tecnologías modernas dependen exclusivamente de los centros de datos. Además, los departamentos públicos y privados prefieren los centros de datos para mantener sus operaciones.
Características fundamentales:
- Los centros de datos son confiables para almacenar, procesar y entregar datos.
- Los centros de datos son confiables para una conectividad y redes fluidas.
- Los centros de datos proporcionan refrigeración y optimización de precisión.
- Los centros de datos proporcionan ciberseguridad, incluidos firewalls y cifrado de datos.
- Los centros de datos ofrecen un sólido respaldo si ocurre algo inusual.
- Los centros de datos permiten realizar un seguimiento de las estadísticas y los parámetros de rendimiento de toda la operación.
- Los centros de datos son confiables, duraderos y flexibles.
Tipos de centros de datos:
Centros de datos empresariales:
- Un tipo de centro de datos propiedad de una persona u organización para operaciones relevantes.
Centros de datos de colocación:
- Un tipo de centro de datos donde los propietarios alquilan equipos a los clientes para operaciones relevantes.
Centros de datos en la nube:
- Un tipo de centro de datos administrado por Google, Microsoft y Amazon.
Centros de datos de borde:
- Un tipo de centro de datos en forma de centros más pequeños cerca de los usuarios objetivo.
¿Por qué es importante la gestión térmica para los centros de datos?
Dado que los centros de datos funcionan continuamente, consumen energía y generan grandes cantidades de calor. Si este calor no se gestiona adecuadamente, se produce sobrecalentamiento y puede causar daños internos a los componentes.
Además, afecta negativamente al rendimiento y reduce la vida útil de los componentes. Esto se traduce en mayores costos de mantenimiento y adquisición. Por lo tanto, implementar una estrategia adecuada de gestión térmica es fundamental.
- Evita el sobrecalentamiento: La gestión térmica evita el sobrecalentamiento en los centros de datos. Mantiene las temperaturas por debajo de los grados recomendados.
- Desempeño mejorado: Las temperaturas controladas permiten que los centros de datos rindan al máximo. Sin estrangulamiento, no se producen fluctuaciones.
- Vida útil mejorada: La gestión térmica garantiza una mayor vida útil de los centros de datos. Los componentes funcionan sin problemas y sin cargas excesivas.
- Reduce el consumo de energía: Las temperaturas controladas ayudan a los centros de datos a optimizar su carga energética, lo que se traduce en una reducción del coste energético.
- Costo de mantenimiento reducido: Si los centros de datos funcionan eficientemente sin sobrecalentamiento ni caídas de rendimiento, se reducen los costos de mantenimiento.
Métodos de gestión térmica en centros de datos
1: Método de enfriamiento por aire
Aire acondicionado de la sala de ordenadores (CRAC)
- El CRAC funciona como un sistema de refrigeración tradicional. Suministra y distribuye aire frío a los centros de datos. Este método también mantiene los niveles de humedad por debajo de los valores recomendados. En comparación con otros métodos, este sistema de refrigeración parece ser energéticamente eficiente.
Manejadores de aire para salas de computadoras (CRAH)
- El método CRAH enfría los centros de datos mediante agua fría proveniente de enfriadores. Circula el aire eficientemente hacia los centros de datos y minimiza el consumo de energía. También se utilizan ventiladores y serpentines de refrigeración en el método CRAH.
Contención de pasillo frío y caliente
- Este método de refrigeración se suele adoptar para servidores. En esta técnica, los servidores se colocan en filas, el aire caliente sale por la parte trasera y el aire frío entra por la delantera. De esta forma, el pasillo caliente se utiliza para el aire caliente y el pasillo frío para el aire frío.
Refrigeración directa de chips
- El método de enfriamiento directo del chip implica el uso de disipadores de calor y ventiladores. Estos se instalan directamente sobre los componentes informáticos. Es un método más eficaz y rentable. Algunos ejemplos son las CPU, las GPU y otras.
2: Método de refrigeración líquida
Refrigeración directa al chip
- La placa de refrigeración del refrigerador líquido está conectada directamente a los componentes. Disipa el calor y mantiene una temperatura estable. Algunos ejemplos son las CPU, las GPU y otros componentes relacionados.
Enfriamiento por inmersión
- La refrigeración por inmersión es el método más eficaz para refrigerar centros de datos, especialmente computadoras. En este método, los componentes se sumergen directamente en un líquido especial. Este líquido, al ser no conductor, enfría los componentes eficientemente.
Intercambiadores de calor de la puerta trasera
- En la técnica de puerta trasera, los refrigeradores líquidos se instalan en la parte trasera de los servidores. Generalmente, se trata de sistemas de tuberías que contienen agua fría circulante en su interior. Disipan eficazmente el calor antes de que entre en los servidores.
3: Método de enfriamiento avanzado
Método de cambio de fase
- El método de cambio de fase se basa en un proceso en el que se aplica una solución refrigerante líquida al componente. Cuando el componente genera calor, el líquido cambia de fase a gas y luego se evapora.
Método impulsado por IA
- El método de refrigeración con IA se basa en el aprendizaje automático. Es un proceso automatizado que monitoriza el rendimiento y las estadísticas de temperatura. Una vez completado el aprendizaje, comienza a optimizar los ajustes de temperatura y refrigeración.
Método termoeléctrico
- El Efecto Peltier Se aplica en refrigeración termoeléctrica. Se basa en el tipo n y el tipo p. semiconductoresUna vez que se aplica voltaje, los materiales de tipo n y tipo p se activan para absorber aire caliente (disipadores de calor, refrigeradores líquidos) y liberar aire frío (CPU, GPU).
4: Método de materiales de interfaz térmica
Pasta termica
- Una sustancia pastosa que se utiliza en dispositivos/componentes electrónicos para mover el calor y eliminar los espacios de aire. Pasta termica Es el material de interfaz térmica más utilizado y asequible. Se puede utilizar en diversos centros de datos (CPU, GPU).
Almohadillas Térmicas
- El parche térmico Es un material flexible utilizado en dispositivos electrónicos para disipar el calor y eliminar las microfisuras. Está disponible en varios grosores y dimensiones. Las almohadillas térmicas son una solución de refrigeración fiable y asequible para centros de datos.
Materiales de cambio de fase
- PCM Se consideran un tipo avanzado de material de interfaz térmica. Este material funciona cambiando su fase de sólido a líquido y viceversa. Es una solución sólida que absorbe y libera el calor de los componentes del centro de datos.
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Observaciones finales
Es innegable la contribución de los centros de datos en la actualidad. Pronto, toda la industria dependerá de ellos para optimizar sus operaciones. Adoptar una solución de gestión térmica compatible es fundamental para mejorar el rendimiento y los costes en los centros de datos. Asimismo, prolonga la vida útil de los componentes. Los materiales de cambio de fase, la IA y los métodos de refrigeración por aire son soluciones fiables para gestionar las tareas térmicas en los centros de datos.
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