Adoptarea inteligenței artificiale generative și a modelelor lingvistice de mari dimensiuni a introdus o nouă realitate din punct de vedere termic
de George Topalov, Senior Sales Manager, Vertiv
Pe măsură ce România continuă să își extindă investițiile în infrastructura digitală, serviciile cloud și capabilitățile de inteligență artificială, centrele de date devin o componentă din ce în ce mai importantă a economiei digitale și a competitivității pe termen lung. Ritmul accelerat al adoptării aplicațiilor bazate pe AI, alături de dezvoltarea continuă a proiectelor locale și regionale de infrastructură, redefinește premisele pe baza cărora aceste facilități au fost proiectate și operate până în prezent.
În acest nou context, managementul termic nu mai reprezintă doar o considerație inginerească, ci devine o capabilitate operațională esențială, care influențează direct reziliența, eficiența energetică și capacitatea centrelor de date de a susține, la scară largă, noua generație de sarcini de lucru bazate pe inteligență artificială.
Timp de decenii, industria centrelor de date a funcționat pe baza unui model termodinamic relativ previzibil. Operatorii construiau o sală de servere, o echipau cu infrastructură IT și distribuiau aer rece prin pardoseala tehnică sau prin culoarele dedicate. Sarcina termică rămânea, în mare măsură, stabilă, consumul de energie electrică creștea gradual, iar sistemele de răcire puteau fi dimensionate folosind marje conservatoare și statice.
Inteligența artificială a schimbat fundamental această stabilitate
Adoptarea accelerată a inteligenței artificiale generative și a modelelor lingvistice de mari dimensiuni (Large Language Models – LLM) a introdus o nouă realitate termică. Spre deosebire de sarcinile enterprise tradiționale, procesul de antrenare a unui model AI este caracterizat de fluctuații ample ale încărcării de calcul, și nu de un consum constant de resurse.
Consumul de energie poate crește dinamic în doar câteva secunde, adesea în infrastructuri hardware mixte, alcătuite din echipamente cu caracteristici termice foarte diferite. Acest fenomen generează puncte fierbinți localizate, pe care sistemele tradiționale de răcire cu aer întâmpină dificultăți în a le gestiona suficient de rapid.
În lipsa unui răspuns coordonat al infrastructurii de răcire, această variabilitate termică poate afecta performanța și durata de viață a echipamentelor pe care sistemul este conceput să le protejeze.
De la un model static la unul dinamic
Principala provocare constă în faptul că comportamentul termic a devenit dinamic, neuniform și strâns corelat cu tiparul sarcinilor de lucru. Dacă în trecut răcirea reprezenta un strat fix al infrastructurii IT, astăzi aceasta trebuie să devină o capabilitate adaptivă, capabilă să evolueze în același ritm cu aplicațiile pe care le deservește.
Deciziile privind alimentarea cu energie, densitatea rackurilor și distribuirea sarcinilor de lucru au acum consecințe termice imediate. Acest lucru impune o integrare mult mai strânsă între echipamentele IT și infrastructura de răcire.
Căldura nu mai poate fi tratată ca o problemă gestionată doar la evacuarea aerului cald, ci trebuie administrată ca parte a unui sistem interconectat, care acoperă întreaga infrastructură a centrului de date.
Captarea căldurii direct de la sursă
Pentru a gestiona densitatea extrem de ridicată a procesoarelor grafice (Graphics Processing Unit – GPU), operatorii captează energia termică cât mai aproape de punctul în care aceasta este generată.
Sistemele de răcire cu lichid direct-to-chip preiau căldura chiar de la nivelul siliciului, reducând necesitatea utilizării ventilatoarelor de mare viteză și, implicit, consumul de energie asociat acestora. Schimbătoarele de căldură montate pe partea din spate a rackurilor interceptează căldura înainte ca aceasta să se răspândească în culoarele centrului de date.
Această abordare oferă un nivel ridicat de precizie, deoarece lichidul transferă și absoarbe căldura mult mai eficient decât aerul. Astfel, operatorii pot gestiona vârfurile de încărcare generate de aplicațiile AI fără a fi nevoiți să supradimensioneze întreaga infrastructură a centrului de date.
Pentru a face posibilă această arhitectură bazată pe răcire cu lichid, unitățile de distribuție a agentului de răcire (Coolant Distribution Unit – CDU) joacă un rol esențial. Acestea sunt disponibile într-o gamă variată de capacități și pot fi instalate atât în rack, cât și între rândurile de rackuri, în funcție de configurația centrului de date.
Aceste sisteme suportă atât arhitecturi de schimb termic lichid-aer, cât și lichid-lichid, ceea ce le conferă un grad ridicat de flexibilitate și le face potrivite pentru o varietate de configurații, atât în centre de date existente, cât și în proiecte noi.
Proiectarea pentru densități mixte
Răcirea cu aer nu va dispărea peste noapte și, cel mai probabil, nici în viitorul apropiat. Următoarea etapă în evoluția centrelor de date va fi dominată de soluții hibride, în care rackurile standard vor funcționa alături de clustere AI de înaltă densitate.
Acest lucru impune o abordare arhitecturală stratificată. Unitățile periferice de tratare a aerului și tehnologiile de tip thermal wall sunt utilizate pentru a controla și delimita fluxurile de aer la nivelul marginilor sălii de servere.
La nivelul încăperii, managementul termic continuă să se bazeze pe soluții consacrate de răcire mecanică cu aer, precum unitățile de climatizare pentru săli de echipamente informatice (Computer Room Air Conditioning – CRAC), care utilizează sisteme de refrigerare cu expansiune directă și unitățile de tratare a aerului pentru săli de echipamente informatice (Computer Room Air Handler – CRAH), care folosesc apă răcită furnizată de instalațiile centrale.
Aceste sisteme convenționale rămân foarte potrivite pentru a facilita o tranziție progresivă către arhitecturi hibride, în care circulația aerului funcționează în tandem cu soluțiile de răcire cu lichid, direcționate către zonele cu încărcare termică ridicată.
În același timp, evoluția arhitecturilor serverelor și a procesoarelor grafice (GPU), împreună cu actualizarea standardelor din industrie, a extins în mod constant intervalul temperaturilor acceptate la admisia echipamentelor IT. În cazul anumitor clase de echipamente, acestea pot funcționa în condiții optime chiar și la temperaturi de 40–45°C, în limitele specificațiilor admise.
Această evoluție permite sistemelor răcite cu lichid să funcționeze eficient folosind temperaturi mai ridicate ale apei furnizate infrastructurii, de regulă de 40°C sau chiar mai mult.
Ca urmare, răcirea cu aer își recapătă relevanța și eficiența economică în configurațiile hibride, determinând totodată reevaluarea sistemelor tradiționale bazate pe apă răcită și refrigerare cu expansiune directă, pentru a identifica cea mai potrivită și optimizată soluție de răcire cu aer.
Aceste sisteme permit colectarea controlată a căldurii atât în centre de date cu pardoseală tehnică supraînălțată, cât și în cele fără astfel de infrastructură. În sălile AI cu densități mixte, aceste elemente arhitecturale contribuie la menținerea unor condiții termice predictibile, chiar și atunci când sunt integrate soluții locale de răcire cu lichid.
Rezultatul este o infrastructură mai stabilă și mai flexibilă. Operatorii pot crește densitatea doar acolo unde este necesar, fără a fi obligați să reproiecteze integral centrul de date.
Regândirea strategiilor de evacuare a căldurii reziduale
Odată captată căldura, evoluează și strategiile prin care aceasta este evacuată sau reutilizată. Întrucât cerințele termice ale noilor generații de echipamente AI continuă să evolueze, iar încărcarea termică la nivelul rackurilor este în continuă creștere, definirea rigidă a unei singure temperaturi de referință pentru apa răcită poate introduce limitări operaționale.
Acest lucru poate conduce la o eficiență suboptimă, la o capacitate insuficientă de disipare a căldurii în perioadele de vârf sau la un consum inutil de energie, dacă viitoarele generații de echipamente vor putea funcționa în condiții de temperatură mai ridicată. Din acest motiv, industria se îndreaptă către arhitecturi flexibile, capabile să funcționeze într-un interval mai larg de temperaturi și să integreze strategii hibride de răcire, reducând astfel impactul acestor variabile și susținând dezvoltarea unor centre de date scalabile, cu densități ridicate.
O soluție care răspunde acestor cerințe dinamice este conceptul de trimming the cooling, destinat centrelor de date proiectate să funcționeze cu temperaturi mai ridicate ale apei. Această abordare permite extinderea perioadelor în care poate fi utilizată răcirea de tip free cooling și reduce dependența de compresoarele mecanice, adaptând funcționarea sistemului de răcire la condițiile reale de exploatare, și nu la parametri fixați exclusiv în etapa de proiectare.
Chillerele cu compresor cu șurub și funcție de free cooling reprezintă o soluție eficientă pentru centrele de date care urmăresc reducerea consumului energetic fără a compromite performanța. Aceste echipamente oferă un randament ridicat chiar și la temperaturi exterioare ridicate și permit extinderea perioadelor de funcționare în regim de free cooling pe parcursul întregului an.
Prin combinarea răcirii mecanice robuste cu o arhitectură optimizată pentru free cooling, aceste sisteme contribuie la reducerea costurilor operaționale, la stabilizarea performanței instalațiilor și la implementarea unor strategii de management termic mai sustenabile.
În același timp, chillerele centrifugale continuă să reprezinte coloana vertebrală a infrastructurii de răcire. Acolo unde este necesară o performanță constantă sau unde aplicațiile impun temperaturi mai scăzute ale agentului de răcire, aceste sisteme oferă stabilitatea și scalabilitatea necesare pentru gestionarea unor sarcini variabile.
Aceste tehnologii nu reprezintă abordări concurente, ci reflectă etape diferite din evoluția termică a unui centru de date și răspund unor priorități operaționale distincte.
Controlul – elementul care unifică întregul sistem
Provocarea actuală constă în administrarea simultană a sistemelor de răcire cu aer, cu lichid și a configurațiilor hibride. Elementul care permite funcționarea coerentă a acestor strategii diferite este sistemul de control.
Senzorii moderni și platformele avansate de analiză conectează în timp real încărcarea infrastructurii IT cu instalațiile de răcire și cu sistemele de management al fluxurilor de aer. Atunci când sarcinile AI cresc, platforma de control anticipează variațiile termice și ajustează în timp real valorile de referință, debitele și capacitatea de răcire.
Rezultatul este reducerea consumului inutil de energie, creșterea rezilienței infrastructurii și obținerea unei vizibilități operaționale care facilitează planificarea etapelor viitoare de extindere.
Pentru operatori, această vizibilitate conduce la decizii mai bine fundamentate. Înțelegerea modului în care căldura circulă efectiv prin infrastructură facilitează evaluarea noilor tehnologii, validarea ipotezelor de proiectare și gestionarea riscurilor pe măsură ce implementările bazate pe inteligență artificială se extind.
În același timp, accesul la servicii integrate pe întregul lanț termic — de la proiectare și punere în funcțiune până la optimizarea continuă și mentenanța predictivă — contribuie la creșterea fiabilității sistemelor prin implementare specializată și întreținere proactivă.
Aceste provocări legate de managementul termic remodelează strategiile centrelor de date la nivel global și sunt la fel de relevante pentru organizațiile care investesc în infrastructură digitală în România. Evoluția inteligenței artificiale reprezintă mult mai mult decât o creștere a puterii de calcul. Ea oferă oportunitatea de a regândi arhitectura centrului de date modern. Capacitatea de a integra alimentarea cu energie, răcirea și sistemele inteligente de control într-un ecosistem unitar va face diferența între centrele de date proiectate pentru cerințele erei AI și cele construite pentru modelele tradiționale de procesare.
Pe măsură ce România își consolidează poziția de hub regional emergent pentru infrastructura digitală, tratarea managementului termic ca un factor strategic, și nu doar ca o funcție de suport, poate ajuta organizațiile să își îmbunătățească performanța, scalabilitatea și eficiența operațională în era inteligenței artificiale.
Pentru mai multe informații despre produsele și soluțiile Vertiv, vizitați Vertiv.com sau contactați echipa locală Vertiv la adresa emea.ro@Vertiv.com .
