Défis et solutions en matière de gestion thermique des centres de données

Comprendre les défis liés à la gestion thermique

Une gestion thermique efficace dans un centre de données commence par la prise en charge de la chaleur générée par les équipements informatiques à haute densité. Mais à mesure que la densité de puissance des cabinets (racks) augmente et que les charges de travail deviennent plus dynamiques, les méthodes de refroidissement conventionnelles peinent à suivre le rythme.

Les opérateurs sont confrontés à une liste croissante de défis liés au refroidissement des centres de données, allant de l’inefficacité des systèmes aux contraintes de l’infrastructure.

Problèmes courants : points chauds, refroidissement inégal, densités croissantes

L’un des principaux défis consiste à gérer les points chauds, qui sont des zones localisées où les températures augmentent en raison d’une mauvaise circulation de l’air, de chemins de retour limités ou d’une forte concentration de calculateurs. Ces zones chaudes peuvent contribuer aux problèmes de dissipation thermique des centres de données, notamment à la réduction des performances et à un risque accru de défaillance des équipements.

Le refroidissement inégal est un autre sujet de préoccupation. Il entraîne un refroidissement excessif de certaines zones et un refroidissement insuffisant d’autres zones, ce qui gaspille de l’énergie et met en danger le matériel critique. L’augmentation de la densité des cabinets (racks), due à la croissance de l’IA et de l’infonuagique, ne fait qu’exacerber le problème, exigeant un meilleur transfert de chaleur et un meilleur contrôle de la circulation de l’air.

Risques pour la disponibilité, l’efficacité et l’évolutivité

Sans systèmes de refroidissement fiables pour les centres de données, les installations s’exposent aux risques suivants :

• Temps d’arrêt dus à une surchauffe
• Réduction de l’efficacité énergétique due à la limitation des équipements sous l’effet de la chaleur
• Évolutivité limitée, l’incapacité à refroidir les nouvelles infrastructures entravant la croissance future

Ces risques montrent l’importance de considérer la gestion thermique comme une priorité absolue.

Quels sont les facteurs de complexité?

Une série de tendances à l’échelle du secteur exerce une pression supplémentaire sur des stratégies thermiques déjà mises à rude épreuve. De la demande énergétique à l’évolution des attentes environnementales, les opérateurs doivent adapter leurs systèmes de refroidissement des centres de données en conséquence.

Densités élevées des cabinets (racks) (IA, Infonuagique)

Les applications d’IA et d’infonuagique sont gourmandes en calcul et en chaleur. Elles exigent plus de puissance de traitement par mètre carré, ce qui se traduit par des densités de cabinets (racks) plus élevées et accélère les problèmes de gestion thermique des centres de données. Le refroidissement traditionnel à l’air atteint ses limites dans ces scénarios à haute densité.

Contraintes énergétiques et pressions en matière de durabilité

Avec la hausse des prix de l’électricité et la priorité accordée à la durabilité, la consommation d’énergie des systèmes de refroidissement des centres de données fait l’objet d’une attention particulière. Le refroidissement peut représenter plus de 30 % de la consommation énergétique d’une installation. Cela suscite un intérêt pour les solutions de refroidissement à base de liquide et pour de meilleurs indicateurs, tels que l’efficacité énergétique (PUE).

Attentes réglementaires et environnementales

Les gouvernements et les communautés attendent des centres de données qu’ils réduisent leurs émissions, améliorent leur efficacité hydrique et gèrent la chaleur de manière responsable. Ces attentes nécessitent de nouvelles solutions, non seulement pour le rejet de chaleur des centres de données, mais aussi pour la réutilisation de la chaleur et les rapports de durabilité.

Les approches de refroidissement à grande échelle utilisées par les opérateurs

Pour répondre aux exigences thermiques, les opérateurs doivent adopter des solutions de refroidissement de centres de données évolutives et efficaces. Les méthodes à base de liquide et les stratégies hybrides offrent des avantages pratiques pour la gestion de la chaleur dans les installations de nouvelle génération.

Le refroidissement liquide pour les environnements à haute densité

Il offre une dissipation thermique supérieure dans les centres de données, en particulier pour les applications directes sur puce ou par immersion. En utilisant des fluides à capacité thermique plus grande que celle de l’air, les opérateurs peuvent évacuer plus de chaleur en consommant moins d’énergie. 

Les systèmes de refroidissement des centres de données qui intègrent des échangeurs de chaleur à porte arrière, des plaques froides ou des unités de distribution de liquide de refroidissement (CDU) peuvent être configurés pour s’adapter à des charges de travail exigeantes tout en améliorant le contrôle thermique et en soutenant les objectifs d’efficacité énergétique. 

Fiabilité au niveau des boyaux : boyaux Gates et raccords UQD

Alors que la conception globale du refroidissement est généralement dirigée par les opérateurs de centres de données, les ingénieurs en mécanique et les partenaires OEM ou intégrateurs, les assemblages de boyaux et les raccords constituent un élément fondamental de la fiabilité de tout circuit de refroidissement liquide.

Dans les systèmes de refroidissement liquide, les boyaux et raccords doivent résister à un débit continu, aux variations de température, aux vibrations, aux interventions de maintenance et aux cycles d’entretien sans fuites ni usure prématurée. Le choix de boyaux et de raccords à déconnexion rapide éprouvés garantit l’intégrité du liquide de refroidissement, facilite l’entretien et réduit le risque d’interventions imprévues.

Équipements Marshall fournit des boyaux de refroidissement pour centres de données et des raccords compatibles, notamment des boyaux Gates Data Master™ et des raccords UQD (à déconnexion rapide), pour les boucles de refroidissement liquide. Nous aidons les équipes à trouver des composants qui répondent aux exigences définies par leur conception de refroidissement, notamment en matière de pression nominale, de plages de température, de rayon de courbure, de compatibilité chimique, de normes de connecteurs et d’accès pour la maintenance.

Approches hybrides de refroidissement

De nombreux opérateurs ont un intérêt pour les approches hybrides. Celles-ci combinent des méthodes à air et à liquide afin d’optimiser les coûts, l’évolutivité et la compatibilité. Par exemple, le liquide peut refroidir les cabinets (racks) les plus chauds tandis que l’air gère le flux d’air général, ce qui permet d’équilibrer les performances et l’investissement.

Ce modèle hybride permet des mises à niveau progressives et s’adapte à diverses charges de travail sans nécessiter une refonte complète de l’infrastructure.

Au-delà de la méthode de refroidissement elle-même, les opérateurs évaluent également des facteurs régionaux, tels que le climat et l’accès à l’électricité, susceptibles d’avoir une incidence significative sur l’efficacité et les coûts d’exploitation.

Leviers régionaux : Montréal et Québec

Le climat et le mix énergétique du Québec offrent des avantages indéniables pour la gestion thermique des centres de données. Grâce à une électricité à faible teneur en carbone et à des possibilités saisonnières de refroidissement naturel, les opérateurs de cette région peuvent obtenir de meilleurs résultats en matière de performance énergétique et de durabilité.

Énergie hydroélectrique à faible coût

Au Québec, l’énergie hydroélectrique est abondante, propre et rentable. Pour les opérateurs, cela permet de réduire à la fois les coûts d’exploitation et l’empreinte carbone, renforçant ainsi les profils ESG.

Un climat naturellement frais réduit la demande en énergie

Les hivers froids permettent une utilisation intensive du refroidissement naturel. Au lieu de recourir à des systèmes mécaniques, l’air extérieur peut gérer les charges thermiques, ce qui réduit considérablement la dépendance aux systèmes de refroidissement pour centres de données.

La croissance des centres de données à Montréal

Grâce à son climat, son alimentation électrique et sa connectivité, Montréal est devenue une plaque tournante pour le développement de centres de données à très grande échelle. Les opérateurs peuvent bénéficier d’infrastructures partagées, de fournisseurs de services expérimentés et d’avantages concurrentiels en matière de gestion thermique.

Approvisionnement et soutien locaux

Équipements Marshall  soutient les centres de données régionaux en leur fournissant un accès rapide aux boyaux, raccords, accessoires et pièces de rechange utilisés dans les systèmes de refroidissement liquide. Nous aidons les équipes à maintenir la continuité de l’approvisionnement pour les constructions prévues et les cycles de maintenance, en particulier lorsque les délais, les exigences en matière de disponibilité et les calendriers d’entretien sont serrés.

Pratiques opérationnelles favorisant la fiabilité thermique

La construction d’une installation thermiquement efficace ne se limite pas au matériel seulement. Elle nécessite un plan complet et tourné vers l’avenir, alliant technologie et stratégie.

Surveillance et entretien prédictifs

Les systèmes de surveillance utilisant des capteurs IoT et des analyses fournissent une visibilité en temps réel sur la température, l’humidité et le débit du liquide de refroidissement. L’entretien prédictif permet de détecter les pannes potentielles avant qu’elles ne se produisent, évitant ainsi les interruptions coûteuses.

En associant les données à l’automatisation, les opérateurs peuvent optimiser à la fois le temps de fonctionnement et la consommation d’énergie.

Concevoir pour la durabilité et la croissance

Les nouveaux centres de données doivent donner la priorité aux systèmes de refroidissement évolutifs, à la gestion thermique à faible émission de carbone et aux objectifs de durabilité. L’intégration de la réutilisation de la chaleur, du refroidissement liquide et d’une infrastructure adaptable garantit la préparation à la demande future.

De la conception à l’exploitation quotidienne, l’alignement du refroidissement sur la croissance à long terme permet d’obtenir le meilleur retour sur l’investissement (ROI).

En conclusion, relever les défis liés à la gestion thermique des centres de données nécessite à la fois des innovations techniques et une vision stratégique. Avec la bonne approche, allant des boyaux fiables aux méthodes de refroidissement hybrides, les centres de données peuvent atteindre leurs objectifs en matière de performances, de disponibilité et d’environnement.

Dans les environnements refroidis par liquide, la fiabilité des boyaux et des raccords est un facteur clé qui contribue à la disponibilité et à la facilité d’entretien du système. Découvrez la gamme de boyaux et de composants de raccordement pour le refroidissement des centres de données des Équipements Marshall. Si vous modernisez une boucle existante ou prévoyez l’achat d’une nouvelle installation, nous pouvons vous aider à trouver les boyaux et les raccords adaptés à vos spécifications techniques. Contactez-nous pour en savoir plus.