Esistono tre approcci principali per integrare il raffreddamento a liquido nei data center:
- Progettare data center esclusivamente per il raffreddamento a liquido: questo approccio prevede la creazione di data center più piccoli ed efficienti con elevate capacità di calcolo, utilizzando il raffreddamento a immersione. Tuttavia, a causa degli elevati costi, IDTechEx ritiene che il raffreddamento a immersione si diffonderà, ma nel breve termine è probabile che venga implementato su scala ridotta, ad esempio in progetti pilota di grandi aziende.
- Progettare data center con infrastrutture sia per il raffreddamento ad aria che a liquido: questo approccio consente una futura transizione al raffreddamento a liquido, utilizzando inizialmente il raffreddamento ad aria. Tuttavia, progettare data center da zero con funzionalità ridondanti (ad esempio, collettori, tubazioni per il raffreddamento a liquido, ecc.) potrebbe non essere sempre l'opzione preferibile per gli utenti finali con budget limitati.
- Integrazione del raffreddamento a liquido nei sistemi di raffreddamento ad aria esistenti: questo è l'approccio più comune e si prevede che sarà la soluzione preferita nel breve e medio termine. Consiste nel trasferire parte della capacità dei sistemi di raffreddamento ad aria ai sistemi di raffreddamento a liquido.
Diversi fattori spiegano la sua popolarità:
Convenienza economica: l'utilizzo delle infrastrutture esistenti riduce la complessità e i costi iniziali rispetto alle altre due opzioni.
Domanda limitata di integrazione completa del raffreddamento a liquido: nonostante la crescente densità dei data center, IDTechEx ritiene che la transizione al raffreddamento a liquido completo sarà graduale, iniziando con un piccolo numero di rack per data center e poi estendendosi progressivamente a tutti i rack.
Valutazione delle prestazioni: rispetto al raffreddamento ad aria, il raffreddamento diretto al chip è ancora in una fase iniziale di sviluppo. Pertanto, molti fornitori di server per data center e utenti finali preferiscono valutarne le prestazioni su scala ridotta prima di una diffusione su larga scala.
Spinta dalla crescente domanda di ammodernamento dei data center esistenti raffreddati ad aria, la tecnologia di raffreddamento a piastra fredda, nota anche come raffreddamento diretto al chip, è la soluzione di raffreddamento a liquido dominante nel settore dei data center. Tradizionalmente, le piastre fredde vengono montate direttamente sulle fonti di calore (ad esempio, chipset, CPU, ecc.) con uno strato di materiale di interfaccia termica (TIM) interposto tra di esse per migliorare il trasferimento di calore. All'interno della piastra fredda, il liquido scorre attraverso la microstruttura e fuoriesce verso uno scambiatore di calore. Il diagramma seguente mostra i tipici design delle piastre fredde per applicazioni nei data center. I materiali di interfaccia termica si trovano su vari componenti dei data center, come chipset, processori e alimentatori. IDTechEx ritiene che la crescente adozione delle piastre fredde stimolerà anche un aumento della domanda di TIM nel mercato dei data center, in particolare per processori e chipset.
L'approccio innovativo di Intel nel suo nuovo design prevede l'integrazione di piastre di raffreddamento direttamente nel package, eliminando l'uso di TIM2 (Thermal Interface Material 2) e riducendo la resistenza termica o l'impedenza. Questa integrazione offre vantaggi in termini di gestione termica. Tuttavia, introduce anche una maggiore complessità di progettazione a causa dell'incorporazione a livello microscopico della piastra di raffreddamento all'interno del package.
Il raffreddamento a piastre fredde per i data center offre una soluzione flessibile e implementabile per il raffreddamento a liquido. Il fattore distintivo risiede nella microstruttura interna delle piastre fredde. A differenza del raffreddamento a immersione, il raffreddamento a piastre fredde consente agli integratori di data center e ai fornitori di server di integrare parzialmente il raffreddamento a liquido nelle proprie strutture a un costo iniziale relativamente basso, con la possibilità di passare gradualmente a un data center completamente raffreddato a liquido nel tempo. IDTechEx prevede un avvio graduale dell'adozione del raffreddamento a piastre fredde, seguito da una rapida crescita man mano che un numero maggiore di utenti finali adotterà la tecnologia. Si prevede che i ricavi annuali del raffreddamento a piastre fredde cresceranno a un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 16% nei prossimi 10 anni, e la rapida crescita dell'hardware per piastre fredde sta anche trainando la crescita dei mercati dei componenti come pompe e unità di distribuzione del refrigerante (CDU).
