L'era dell'intelligenza artificiale è cominciata portando con sé numerosi vantaggi, ma anche sfide non indifferenti. Una di queste riguarda l'efficienza energetica dei data center. Con workload che diventano sempre più esigenti in termini di richiesta energetica, è indispensabile pensare al tema della sostenibilità e trovare soluzioni d'avanguardia.
Tra le compagnie più impegnate su questo fronte c'è Lenovo: con le soluzioni "Neptune" di raffreddamento a liquido con acqua, l'azienda riesce a ridurre notevolmente l'impatto energetico dei data center rispetto al passato. Del resto, l'efficienza energetica non riguarda solo la sostenibilità, ma anche i costi che un datacenter deve affrontare: quelli vivi di energia per far lavorare le macchine e quelli relativi al funzionamento degli impianti di raffreddamento/condizionamento rappresentano una fetta importante del totale.
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"Lenovo ha considerato questo un elemento importante non da oggi, ma da circa 12 anni, quando in Europa sviluppammo la prima soluzione di supercalcolo raffreddata ad acqua" - ci ha spiegato Alessandro De Bartolo, Amministratore Delegato e Country Manager Infrastructure Solutions Group di Lenovo Italia.
Raffreddamento a liquido con acqua: i vantaggi di Lenovo Neptune
Le tecnologie Neptune utilizzano acqua per raffreddare i server, eliminando il calore direttamente dai componenti chiave come CPU, GPU, memorie e alimentatori. Raggiungendo tutti i componenti, le soluzioni di raffreddamento di Lenovo consentono di ridurre il consumo energetico del 40% rispetto a un tradizionale sistema di raffreddamento ad aria.
Una caratteristica importante delle soluzioni Neptune è che accettano acqua in ingresso con temperature fino ai 45° e questo rappresenta un vantaggio importante dal punto di vista energetico in quanto si può evitare di forzare temperature molto basse che portano a consumi molto più elevati.
Questo risultato si ottiene non avviene tramite immersione, ma tramite dei condotti nei quali scorre l'acqua che percorrono l'intero sistema . Questo meccanismo permette di estrarre il calore direttamente nel punto dove viene generato, rendendo il sistema di raffreddamento ancora più efficiente.
Passare dall'aria al liquido (sempre acqua nel caso dei raffreddamenti Neptune) ha anche un altro aspetto positivo: eliminando le ventole, si riduce il numero di gli elementi soggetti a usura, rendendo i data center ancora più resilienti e, elemento spesso sottovalutato, più silenziosi.
Utilizzando solo acqua, senza liquidi refrigeranti specifici, e un sistema di condotti facilmente manutenibili, le aziende possono contare su una soluzione di facile gestione. Lenovo mette a disposizione tutta una serie di servizi e specialisti per la manutenzione degli impianti, ma la stragrande maggioranza delle operazioni sono a portata dello staff interno proprio perché è tutto progettato per esser facilmente gestibile.
Un elemento chiave del sistema è la CDU (Cooling Distribution Unit), uno scambiatore di calore che si posiziona all’interno dei rack del data center per gestire il flusso termico tra il circuito del cliente e il circuito secondario, cioè quello di raffreddamento Neptune.
Le soluzioni Neptune trovano impiego sia nei supercomputer che nei data center aziendali, con adattamenti per ambienti general-purpose. Questi sistemi permettono di raggiungere alti livelli di densità, essenziali per supportare l’evoluzione tecnologica senza compromettere lo spazio fisico dei data center.
De Bartolo ci ha spiegato che anche in Italia il raffreddamento a liquido sta diventando una necessità: i progetti implementati in centri di supercalcolo come quelli del CINECA, del CMCC e dell'Università di Pisa sono esempi chiari di come questi sistemi stiano diventando uno standard.
Verso un futuro energetico più efficiente
Le applicazioni dei sistemi Neptune non si fermano ai sistemi di supercalcolo, ma arrivano anche ai centri di elaborazione più ridotti: Lenovo ha già all'attivo diverse sperimentazioni nei data center aziendali che ottengono benefici comparabili a quelli delle grandi strutture.
In questi casi, si preferisce usare sistemi con soluzioni di raffreddamento a circuito chiuso ("closed loop"), dove non è necessario che il cliente porti l'acqua nei sistemi, né che si occupi di gestirne il livello. Tutto arriva pronto alla messa in opera. "Mutuiamo la tecnologia che abbiamo sviluppato per disegnare dei cosiddetti 'cold plate', degli elementi di raffreddamento dei componenti che abbiano all'interno la possibilità di far passare il liquido. Un circuito chiuso che si esaurisce all'interno del server stesso".
Un'altra modalità piuttosto diffusa consiste nel raffreddare la porta del rack: sulla parte posteriore dell'armadio viene installata una porta con un radiatore e un circuito chiuso per estrarre calore dal rack. Lenovo in tal senso offre diversi gradi di implementazione, da quelli più completi usati nei centri di ricerca a quelli per server più general purpose in ambito aziendale.
Lenovo punta a migliorare il PUE (Power Usage Effectiveness) dei data center, aiutandoli ad avvicinarsi all’obiettivo ideale di 1, ovvero dove tutta l’energia è utilizzata per alimentare i server. Inoltre, il raffreddamento a liquido non "consuma" acqua perché viene continuamente riciclata, contribuendo alla sostenibilità ambientale.
Seppur la canalizzazione non sia la modalità di raffreddamento più semplice da progettare e realizzare, Lenovo ha deciso di perseguire questa strada per rendere le proprie soluzioni più fruibili da parte dei clienti e più semplici da gestire perché per quanto sia importante limitare i costi energetici, è altrettanto importante non aumentare quelli della manutenzione e tenere alto il livello di affidabilità di tutta la soluzione.