Il existe trois principales approches pour intégrer le refroidissement liquide dans les centres de données :
- Concevoir des centres de données exclusivement dédiés au refroidissement liquide : cette approche consiste à créer des centres de données plus petits et plus efficaces, dotés de capacités de calcul élevées grâce au refroidissement par immersion. Cependant, en raison des coûts élevés, IDTechEx estime que le refroidissement par immersion va se développer, mais qu'à court terme, son déploiement restera probablement à plus petite échelle, par exemple sous forme de projets pilotes menés par de grandes entreprises.
- Concevoir des centres de données avec des infrastructures de refroidissement à la fois par air et par liquide : cette approche permet une transition future vers le refroidissement liquide, tout en utilisant initialement le refroidissement par air. Toutefois, concevoir des centres de données de A à Z avec des éléments redondants (collecteurs de refroidissement liquide, tuyauterie, etc.) n'est pas toujours la solution privilégiée par les utilisateurs finaux disposant de budgets limités.
- Intégration du refroidissement liquide aux systèmes de refroidissement par air existants : Il s’agit de l’approche la plus courante et elle devrait rester la solution privilégiée à court et moyen terme. Elle consiste à transférer une partie de la capacité des systèmes de refroidissement par air vers les systèmes de refroidissement liquide.
Plusieurs raisons expliquent sa popularité :
Rentabilité : L’utilisation des infrastructures existantes réduit la complexité et les coûts initiaux par rapport aux deux autres options.
Demande limitée pour une intégration complète du refroidissement liquide : malgré la densité croissante des centres de données, IDTechEx estime que la transition vers un refroidissement liquide complet sera progressive, commençant par un petit nombre de baies de centres de données, puis s’étendant progressivement à toutes les baies.
Évaluation des performances : Comparé au refroidissement par air, le refroidissement direct sur la puce est encore à ses débuts. C’est pourquoi de nombreux fournisseurs de serveurs de centres de données et utilisateurs finaux préfèrent évaluer ses performances à petite échelle avant un déploiement à grande échelle.
Sous l'impulsion de la demande croissante de modernisation des centres de données existants refroidis par air, le refroidissement par plaque froide, également appelé refroidissement direct sur puce, s'impose comme la solution de refroidissement liquide dominante dans le secteur. Traditionnellement, les plaques froides sont montées directement sur les sources de chaleur (puces, processeurs, etc.) avec une couche de matériau d'interface thermique (TIM) interposée pour optimiser le transfert de chaleur. À l'intérieur de la plaque froide, le liquide circule à travers sa microstructure avant d'être acheminé vers un échangeur de chaleur. Le schéma ci-dessous illustre des conceptions typiques de plaques froides pour les applications en centres de données. On trouve des matériaux d'interface thermique sur divers composants de centres de données, tels que les puces, les processeurs et les alimentations. IDTechEx estime que l'adoption croissante des plaques froides stimulera également la demande de TIM sur le marché des centres de données, notamment pour les processeurs et les puces.
L'approche novatrice d'Intel dans sa nouvelle conception consiste à intégrer les plaques froides directement dans le boîtier, éliminant ainsi l'utilisation de TIM2 (Thermal Interface Material 2) et réduisant la résistance thermique ou l'impédance. Cette intégration offre des avantages en matière de gestion thermique. Cependant, elle introduit également une plus grande complexité de conception en raison de l'intégration à l'échelle micrométrique de la plaque froide au sein du boîtier.
Le refroidissement par plaques froides pour centres de données offre une solution flexible et déployable pour le refroidissement liquide. Sa particularité réside dans la microstructure interne des plaques. Contrairement au refroidissement par immersion, le refroidissement par plaques froides permet aux intégrateurs de centres de données et aux fournisseurs de serveurs d'intégrer partiellement le refroidissement liquide dans leurs installations à un coût initial relativement faible, avec la possibilité d'une transition progressive vers un centre de données entièrement refroidi par liquide. IDTechEx prévoit un démarrage lent de l'adoption des plaques froides, suivi d'une croissance rapide à mesure que davantage d'utilisateurs finaux adopteront cette technologie. Le chiffre d'affaires annuel du refroidissement par plaques froides devrait croître à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 16 % au cours des 10 prochaines années, et la croissance rapide du matériel de plaques froides stimule également la croissance des marchés de composants tels que les pompes et les unités de distribution de réfrigérant (UDR).
