Por qué la refrigeración eficaz de los servidores es crucial para el centro de datos

Introducción

En el mundo moderno, todo requiere datos y son el eje de todo lo que hacemos. Es muy probable que todo gire en torno al funcionamiento de diferentes centros de datos. Ya se trate de retransmitir programas de televisión o de ejecutar sistemas avanzados de inteligencia artificial, todo depende de que los centros de datos funcionen sin esfuerzo. Estas robustas máquinas realizan una enorme carga de trabajo, pero a cambio generan una enorme cantidad de calor. Si el calor generado no se gestiona con dispositivos de refrigeración de servidores eficientes, los sistemas dentro de los servidores pueden fallar drásticamente o sin previo aviso.

No mentimos cuando decimos que los sistemas de refrigeración de servidores son fundamentales en la refrigeración de los centros de datos. No sólo permiten que el servidor funcione correctamente y preservan la vida útil de las piezas sensibles, sino que también utilizan varios tipos de unidades de procesamiento. En este blog, nos centraremos en la necesidad de sistemas de refrigeración avanzados en bastidores de servidores y otras salas, y en las características que debe tener el sistema elegido.

¿Por qué la refrigeración del servidor es crucial para el rendimiento del centro de datos?

Entendiendo la refrigeración de servidores

La refrigeración de servidores es el procedimiento de extracción del calor sobrante generado por los servidores y otros equipos informáticos de un centro de datos. A medida que los servidores se someten al procesamiento de datos y otras tareas complicadas, se produce calor y, si no se controla, podría llegar a ser demasiado para que el servidor pueda manejarlo disminuyendo su eficacia. Esta gran cantidad de calor puede dañar gravemente los componentes del servidor y aumenta la posibilidad de colapso del servidor. Una refrigeración adecuada del servidor permite a las unidades de refrigeración de bastidor de los servidores controlar eficazmente la cantidad de calor producida.

El impacto del sobrecalentamiento en la fiabilidad del servidor y la integridad de los datos

El sobrecalentamiento es un fenómeno importante que puede afectar gravemente al servidor y a la información almacenada en él. Los siguientes problemas aparecen cuando el servidor funciona a altas temperaturas durante largos periodos de tiempo:

Cuando los componentes de hardware están expuestos a temperaturas más altas que el rango de funcionamiento estándar, hay más probabilidades de que fallen en un plazo corto de tiempo.
Cuando los servidores se mantienen siempre sobrecalentados, su rendimiento es inferior al esperado y se produce un aumento del tiempo de retardo
Los trabajos que requieren un inmenso procesamiento de datos pueden generar enormes cantidades de calor, lo que inutiliza el servidor durante un largo periodo de tiempo y provoca la corrupción de los datos.

Retos de la refrigeración de servidores: Cómo superar los problemas más comunes

Según un informe del Uptime Institute, los fallos de los equipos son responsables de más del 65% de las interrupciones de los centros de datos. El sobrecalentamiento es un factor crítico y contribuye en gran medida a estos fallos. Invertir en los mejores sistemas de refrigeración y control de temperatura de servidores es crucial para evitar estos fallos.

Refrigerar eficazmente un servidor es tan crítico como difícil. Los centros de datos experimentan los siguientes problemas y a continuación se explica cómo afectan a sus operaciones:

Transferencia de calor ineficaz: En los servidores de alta densidad, los métodos tradicionales de refrigeración no suelen disipar suficiente energía térmica, lo que provoca puntos calientes.
Aumento de la demanda energética: Las CPU y GPU más avanzadas tienden a generar más producción térmica, lo que a su vez requiere sistemas de refrigeración robustos. Estos sistemas suelen ser problemáticos para los presupuestos energéticos.
Colocación del hardware: Los diseños ineficientes de la refrigeración de la sala de servidores o los bastidores mal diseñados pueden bloquear el flujo de aire alrededor de las unidades, impidiendo una eliminación adecuada del calor.
Limitaciones de escalado: Los enfoques estándar, como los ventiladores o el aire refrigerado, pueden no ser suficientes para refrigerar servidores de alta densidad, lo que obligará a adoptar sistemas de refrigeración líquida o por inmersión.
Ruido y consumo de energía: Las altas temperaturas que alcanzan las unidades de refrigeración de los bastidores de servidores aumentan el consumo de energía y pierden eficiencia con el tiempo, al tiempo que generan ruidos molestos.

Resolver estos retos suele requerir tecnologías prometedoras de última generación que garanticen que los centros de datos no se quedan atrás con la carga de trabajo emergente.

Desafío	Impacto	Solución/Tecnología
Transferencia de calor ineficaz	En los servidores de alta densidad se producen puntos calientes que reducen la eficacia de la refrigeración.	Refrigeración líquida, refrigeración por inmersión, optimización del flujo de aire
Aumento de la demanda de energía	Las CPU y GPU avanzadas producen más calor, lo que pone a prueba los sistemas de refrigeración y los presupuestos energéticos.	Sistemas de refrigeración energéticamente eficientes, optimización basada en IA
Colocación del hardware	Un mal diseño de la sala de servidores impide el flujo de aire, lo que provoca una eliminación ineficiente del calor.	Optimización del diseño de estanterías, Contención de pasillos calientes/fríos
Limitaciones de escala	La refrigeración por aire puede no ser suficiente para servidores de alta densidad, lo que provoca sobrecalentamiento.	Refrigeración líquida, refrigeración por inmersión, soluciones híbridas
Ruido y consumo eléctrico	El mayor consumo de energía y el ruido de los métodos de refrigeración tradicionales disminuyen la eficiencia del sistema con el tiempo.	Ventiladores multivelocidad, Ventiladores de refrigeración avanzados

retos en el diseño de la refrigeración de centros de datos

Cómo afecta la refrigeración del servidor a la eficiencia del centro de datos

Cómo reducen el consumo de energía las soluciones de refrigeración de servidores

La refrigeración de servidores no se limita a regular la temperatura, sino que también abarca la eficiencia energética. Es falso pensar que la refrigeración no sirve para nada más que para mejorar el confort. Según la Agencia Internacional de la Energía, la refrigeración puede consumir entre 30% y 40% de la energía total del centro de datos. Sin embargo, unos sistemas de refrigeración de servidores más inteligentes pueden reducir enormemente el consumo de energía. La refrigeración en rack, que es la nueva norma en metodologías de refrigeración, y la refrigeración líquida, que utiliza menos energía para mover más calor, lo facilitan.

He aquí una breve lista de métodos de refrigeración innovadores que ahorran energía:

Flujo de aire optimización: El aire frío se suministra con el windscarf a los lugares del interior de los centros de datos donde más se necesita.
Configuraciones de sistemas de refrigeración líquida: Más eficaz que la refrigeración por aire en bastidores de alta densidad.
Reciclaje del calor: Los centros de datos tienden a utilizar el exceso de calor para otros fines en lugar de desperdiciarlo, minimizando al mismo tiempo su impacto en el medio ambiente.

Al adoptar estas estrategias destinadas a mitigar el consumo de energía, los centros de datos suelen mejorar sus índices de PUE, que es una medida crucial de la eficiencia operativa.

Repercusiones de una refrigeración adecuada de los servidores en la sostenibilidad medioambiental

En un intento por ser respetuosas con el medio ambiente, las empresas también deben centrarse en los efectos de sus actividades empresariales en la sociedad. La energía utilizada en soluciones de refrigeración de alto consumo en un centro de datos determina sus emisiones de gases de efecto invernadero, lo que contribuye aún más al problema del calentamiento global. Las nuevas tecnologías, como los sistemas de refrigeración por refrigerante líquido respetuosos con el planeta y las unidades de distribución de refrigerante (CDU), son eficientes desde el punto de vista energético.

Consideremos el caso de los centros de datos de Google, donde se utilizan sistemas de refrigeración patentados para minimizar el consumo de agua y electricidad. Estas tecnologías de refrigeración sostenibles no solo mantienen los servidores en su estado óptimo de funcionamiento, sino que hacen posible que la organización no perjudique en exceso al medio ambiente y reduzca su huella de carbono.

Refrigeración por aire

En los centros de datos modernos, el método preferido para refrigerar los servidores sigue siendo la refrigeración por aire. Esta técnica consiste en el uso de ventiladores y unidades de aire acondicionado que hacen circular aire frío por la sala al tiempo que eliminan el aire caliente del ambiente. Los centros de datos pequeños y medianos y los racks de servidores de baja densidad ofrecen un medio de refrigeración fácil de implementar y rentable: la refrigeración por aire. Esto lo hace increíblemente económico y fácil de usar. Este método también funciona bien para aplicaciones de carga térmica moderada, como equipos informáticos pequeños a moderados, salas de servidores o como componente de otros sistemas híbridos de refrigeración de centros de datos.

Componentes clave de los sistemas de refrigeración por aire

La refrigeración por aire es uno de los métodos más utilizados en los centros de datos por su sencillez y rentabilidad. Los principales componentes de una instalación de refrigeración por aire son:

Ventiladores de refrigeración del servidor: Este es el dispositivo más simple pero vital. Estos ventiladores dentro de los armarios de servidores disipan el calor de forma más eficiente.
Unidades de tratamiento de aire para salas de ordenadores (CRAH): Equilibran los niveles de temperatura y humedad en las salas de servidores.
Unidades CRAC (aire acondicionado para salas de ordenadores): A veces se confunden con los CRAH, pero estos sistemas son los que realmente enfrían. Acondicionan el aire.
Sistemas de gestión del flujo de aire: La contención del pasillo frío y la contención del pasillo caliente son formas eficaces de gestionar la circulación del aire.

Aunque la refrigeración por aire funciona bien con configuraciones pequeñas o racks de baja densidad, tiene problemas con configuraciones de alto rendimiento con cargas térmicas excesivas.

Cómo optimizar la refrigeración por aire para obtener la máxima eficiencia

Para mejorar la eficiencia de la refrigeración por aire, los operadores de centros de datos pueden:

Utilizar estrategias de contención de pasillos calientes y fríos para evitar la mezcla de aire caliente y frío.
Coloque paneles ciegos en los bastidores de servidores para bloquear el movimiento del aire caliente.
Realice un mantenimiento y revisión periódicos de los filtros de aire para que el flujo de aire se mueva de forma óptima
Control activo de la temperatura y la humedad para mantener un rango deseable de valores tolerables
El uso de ventiladores de varias velocidades ayuda a satisfacer las necesidades de refrigeración al consumir menos energía en periodos de baja demanda.
Junto con la colocación estratégica de ventiladores de refrigeración de servidores en los bastidores de servidores para maximizar la circulación de aire y buscar zonas calientes específicas.

A pesar de ser relativamente baratos a la hora de refrigerar servidores, el mayor reto sigue siendo elegir el ventilador de refrigeración adecuado para garantizar la máxima disipación del calor. En este caso, los ventiladores de refrigeración avanzados de ACDCFAN proporcionan un potente flujo de aire y durabilidad para satisfacer las demandas de un centro de datos.

ACDCFAN proporciona una refrigeración de servidores fiable y eficaz con sus ventiladores con motor de CC sin escobillas. Estos avanzados ventiladores funcionan eficazmente entre -30 °C y 70 °C y tienen una vida útil notablemente larga, de entre 30.000 y 70.000 horas. Gracias a que incorporan el uso de PWM (modulación por ancho de pulsos), ACDCFAN garantiza aún más los controles y la supervisión de objetivos específicos en diferentes situaciones de refrigeración. Tanto si está planeando mejorar una sala de servidores existente como si está intentando que su rack de servidores sea eficiente, ACDCFAN es la solución para mejorar la refrigeración.

Refrigeración líquida

La refrigeración líquida prescinde de los sistemas de refrigeración tradicionales, especialmente en sistemas de bastidores de servidores de alta densidad. En comparación con los sistemas de refrigeración tradicionales, la refrigeración líquida ha mejorado la eficiencia. El avance de la tecnología de refrigeración líquida se debe a la gran capacidad de carga de trabajo de los servidores modernos. La carga de trabajo de un rack de servidores se puede abastecer fácilmente con líquidos debido a su conductividad térmica superior a la del aire, lo que permite una disipación más rápida del calor.

Ventajas e inconvenientes de la refrigeración líquida

Ventajas de la refrigeración líquida:

Eficiencia mejorada: Con la ayuda de placas frías o refrigeración líquida de contacto directo, cualquier calor generado se transfiere de forma más eficiente.

Ahorro de espacio: La refrigeración líquida es más eficiente en términos de espacio, ya que disminuye la infraestructura necesaria para alojar climatizadores especializados.

Escalabilidad: Los servidores equipados con sistemas de refrigeración líquida pueden ampliar fácilmente las cargas de trabajo sin preocuparse por el sobrecalentamiento.

Desventajas de la refrigeración líquida:

Coste: Inicialmente, la instalación de sistemas de refrigeración líquida suele ser más cara que la de sistemas de refrigeración por aire.

Complejidad del mantenimiento: Los sistemas especializados de refrigeración líquida como los sistemas dieléctricos y de líquido calentado pueden provocar contaminación o fugas sin un mantenimiento adecuado.

Las inversiones de este tipo pueden parecer abrumadoras, pero a la larga, la disminución de los gastos energéticos, junto con los menores tiempos de inactividad por temperatura, hacen que las ventajas sean mayores que los inconvenientes.

El papel de la tecnología inteligente en la mejora de la eficiencia de la refrigeración

El desarrollo de tecnología inteligente dentro de los parámetros de la refrigeración líquida aumenta su eficacia. Considere estas innovaciones capturando y utilizando datos para promover la eficiencia de la refrigeración líquida:

Control de la temperatura: Las unidades de sensores colocadas en el sistema supervisan las temperaturas de los bastidores de servidores con el objetivo de proporcionar una refrigeración adecuada.

Refrigeración líquida automatizada: El reciente avance de la refrigeración líquida emplea IA para determinar los caudales óptimos de los refrigerantes, conservando así la energía.

Mantenimiento preventivo: Se examinan los patrones de actividad para poder ejecutar el mantenimiento en los momentos oportunos, evitando interrupciones forzosas.

A modo de ejemplo, hoy en día empresas como Intel utilizan unidades de distribución de refrigerante (CDU) inteligentes que optimizan el ajuste de la temperatura y ayudan en todo el proceso de refrigeración. Estas tecnologías hacen que el sistema de refrigeración líquida sea más eficiente y también promueven una forma más ecológica de refrigeración líquida en las salas de servidores.

Refrigeración por inmersión

La gestión térmica por inmersión es un método vanguardista que consiste en sumergir totalmente los servidores en un líquido dieléctrico capaz de eliminar el calor mejor que las prácticas habituales. Con las recientes innovaciones, estos métodos se están adoptando en escenarios de uso muy potentes, especialmente en aplicaciones de IA y aprendizaje automático.

Cómo la refrigeración por inmersión reduce el consumo de energía y mejora la eficiencia

Algunas de las principales ventajas de la refrigeración por inmersión frente a sus homólogas tradicionales, la refrigeración por aire y por líquido, son las siguientes:

No se necesitan ventiladores ni unidades de aire acondicionado, lo que ahorra energía y mejora la eficiencia.
Reduce los puntos calientes y las fluctuaciones de la temperatura ambiente al proporcionar un entorno más uniforme.
Mayor densidad de servidores y menor huella del centro de datos

Un estudio realizado por 3M afirma que los gastos energéticos en refrigeración se reducen en la asombrosa cifra de 95% con la refrigeración por inmersión en comparación con los métodos tradicionales de aire.

Posibles retos de la refrigeración por inmersión: Posibles obstáculos y restricciones

Aunque la refrigeración por inmersión es indudablemente innovadora, apoyarse en estos méritos puede presentar algunos retos y deficiencias. He aquí algunos obstáculos que se interponen en el camino:

Costes iniciales elevados: Tras el coste inicial de conmutación para la refrigeración por inmersión, que incluye estructuras de flujo de aire o refrigeración líquida tradicional, hay una inversión adicional en bastidores de servidores especialmente diseñados con sistemas de refrigeración integrados, intercambiadores de calor y tanques de contención de fluidos.
Diseño Compatibilidad: La refrigeración por inmersión es un invento novedoso y los servidores tradicionales nunca se construyeron con esta característica. Los servidores disponibles en el mercado pueden tener que someterse a un largo y costoso proceso de modificación para hacerlos compatibles con los dieléctricos.
Fluido Gestión: El fluido dieléctrico avanzado utilizado en la refrigeración por inmersión no es irrefutablemente permanente en su estructura. Con el tiempo, puede perder sus propiedades o contaminarse, por lo que habría que sustituirlo o limpiarlo, lo que aumenta la carga de mantenimiento.
Vendedor limitado Ecosistema: Su uso actual está restringido a unos pocos proveedores, lo que provoca la falta de soluciones estandarizadas y algún tipo de bloqueo por parte de los proveedores para las empresas que desean implantar la refrigeración por inmersión a gran escala.

Es de suma importancia que las organizaciones que deseen implantar la refrigeración por inmersión realicen un análisis exhaustivo de la relación coste-beneficio de la inversión. Aunque la incorporación de otras tecnologías, como enfriadoras e intercambiadores de calor, mejora mucho la eficiencia de la refrigeración, hay que lograr su viabilidad económica, su integración y su posterior mantenimiento junto con los objetivos a largo plazo de los conjuntos de datos.

La atenuación de las barreras que dificultan el uso de esta técnica y el ritmo de adopción revelan que, incluso con estos obstáculos, esta tecnología aspira a convertirse en el patrón oro para hacer frente a las cargas ultratérmicas en espacios de pequeño volumen.

Cómo elegir la solución de refrigeración de servidores adecuada a sus necesidades

Cómo evaluar las necesidades de refrigeración de su centro de datos

Para desarrollar una solución de refrigeración perfecta para el servidor de su centro de datos, es crucial establecer en primer lugar sus requisitos de refrigeración. Esto incluye tener en cuenta cuestiones como:

Densidad de servidores: El número y la densidad de servidores de su centro de datos influirán en la capacidad de refrigeración que necesite. Los despliegues de alta densidad pueden requerir refrigeración líquida, por inmersión o incluso soluciones de refrigeración híbridas en las que se utilizan soluciones de refrigeración más avanzadas.
Consumo de energía: Haz un inventario de los servidores, su consumo de energía y el resto del equipo y calcula la capacidad de refrigeración que mantiene de forma óptima la temperatura de funcionamiento.
Disposición de las instalaciones: El examen de la configuración del centro de datos, como el posicionamiento de los bastidores de servidores, CRACs/CRAHs y otros dispositivos de refrigeración, ayudará a detectar algunos cuellos de botella en el flujo de aire optimizando su diseño de refrigeración.
Clima y entorno: La ubicación del centro de datos también puede afectar a sus necesidades de refrigeración. Las regiones que suelen ser cálidas y húmedas podrían necesitar sistemas de refrigeración más potentes.

sistemas de refrigeración en rack

Cálculo del rendimiento de la inversión (ROI) de las soluciones de refrigeración

Las soluciones de refrigeración para servidores deben sopesarse en función de su ROI, que integra el ahorro de energía y los gastos generales de mantenimiento. Algunos elementos que pueden ayudar a estimar el ROI son:

Eficiencia de refrigeración: Utilice parámetros medibles como la eficacia del uso de la energía (PUE) y la clasificación energética de los servidores informáticos para obtener una estimación precisa de la solución de refrigeración energética.
Precios de mantenimiento de refrigeración: Calcular los costes factibles de mano de obra y piezas de repuesto que contiene cada uno a lo largo de una duración útil en el período de vida útil de refrigeración.
Costes de prevención: Las soluciones de refrigeración eficaces tienen el potencial de aumentar la vida útil de los equipos, ayudando en última instancia a la reducción de costes de estos componentes, así como de la infraestructura existente en la empresa.

Para aquellos que utilizan sistemas de refrigeración por aire o sistemas de refrigeración híbridos, ACDCF proporciona una gama de ventiladores de refrigeración centrados en optimizar el flujo de aire, así como la energía para el servidor durante las duras condiciones de trabajo.

En ACDCFAN, ofrecemos servicios OEM, ODM y OBM para satisfacer su demanda de sistemas de refrigeración de servidores personalizados. Nos enorgullecemos del diseño y la calidad de los materiales de nuestros ventiladores de refrigeración, cuyos marcos y aspas están hechos de aleación de aluminio o plástico duradero y práctico. Somos capaces de proporcionar un mejor valor que la competencia, ofreciendo la misma calidad de solución de refrigeración personalizada que los líderes de la industria, sólo 10% más barato que las tarifas estándar. Nuestros ventiladores de refrigeración se hacen de acuerdo con las normas internacionales y están certificados RoHS, que nos sofistica en una empresa certificada ISO8700 con TUV, CE, y las marcas de cumplimiento UL. No dude en elegir ACDCFAN, le ofreceremos la calidad que espera a un precio excelente.

Conclusión: Cómo una refrigeración eficaz de los servidores puede mejorar las operaciones de su centro de datos

La refrigeración integral de servidores y centros de datos siempre ha sido fundamental en el pasado, y ahora lo es en el mundo moderno de hoy. Todo tiene un propósito, desde los sistemas de refrigeración por aire para instalaciones de escala pequeña-moderada hasta la novedosa refrigeración por inmersión en líquido para centros de datos de densidad tremendamente alta. Cada situación específica tiene una solución. Sea cual sea el requisito, los potentes proveedores de refrigeración de bastidores de servidores son esenciales para el funcionamiento eficaz de los centros de datos contemporáneos, ya sea para garantizar que sus equipos informáticos funcionen de forma eficiente, gestionar el consumo de energía o incluso contribuir a soluciones ecológicas.

Es esencial adoptar un enfoque multifacético de la inversión, ya se trate de refrigeración en bastidor con la tecnología de refrigeración más reciente o de sofisticados sistemas de fluidos. No sólo es posible salvar sus servidores de daños relacionados con el calor, sino que también aumentará la eficiencia del trabajo y ahorrará más energía a largo plazo. Sin duda, la solución de refrigeración adecuada es la base para garantizar la productividad continua de los activos de su centro de datos, manteniendo al mismo tiempo un entorno sostenible.

Cuando busque sistemas de refrigeración personalizados de calidad superior, ACDCFAN puede ser su respuesta. Llevamos en el negocio más de 20 años, por lo que podemos ofrecer ventiladores AC, DC y EC personalizados que permiten modificaciones flexibles. Permítanos ayudarle a optimizar aún más su centro de datos.

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