Miracel CoolTherm
Gerenciamento Térmico
Cargas de Calor
Refrigeração de Racks

O inovador Sistema de Refrigeração da Knürr atende todos os requisitos de Clusters de computadores de alta performance

Onde a energia flui, o calor se acumula. Uma lei da física que os fabricantes de racks e centrais de computadores se esforçam mais do que nunca para combater. A crescente performance dos servidores causa um aumento paralelo em sua dissipação de calor. Mas é particularmente nas redes de computadores que o gerenciamento térmico utilizado até o momento não consegue mais responder com eficiência às crescentes cargas térmicas das CPUs de alta performance. É por isso que os inovadores sistemas de refrigeração, como os produzidos pela Knürr, se tornaram indispensáveis, visto serem os únicos a permitir a máxima eficiência dos processadores, decorrentes do avanço tecnológico e aumento da performance.

Os processadores atuais, como o Intel Xeon, por exemplo, geram uma perda de energia de cerca de 70 watts em forma de calor. Um Pentium III gera 30 watts. Uma rede de computadores (cluster de computadores) com 45 servidores de 1U (dois processadores por U) atinge, nos dias de hoje, uma carga total de calor de 6300 watts por rack. Uma central de computadores totalmente equipada com, por exemplo, 200 racks, necessita de uma capacidade de resfriamento de mais de um megawatt. Clusters de computadores científicos/industriais de alta performance já atingem uma carga total de calor de 12000 watts por rack, e a tendência é aumentar ainda mais.

O método padrão de transferência da carga de calor do processador é através de um dispositivo dissipador de calor para o ar. Usa-se uma superfície de aproximadamente 10 centímetros quadrados para o fluxo de temperatura entre a superfície da CPU e o dissipador de calor. O dissipador de calor direciona a energia através de aletas de resfriamento para o ar externo. A circulação do ar disponibiliza em contrapartida um novo ar fresco ao dissipador de calor. No fluxo de temperatura, o calor é transferido do dissipador de calor ao ar fresco. A saída do ar quente faz-se então por meio de grandes áreas com perfurações nas paredes do rack.

É importante que se tenha o melhor condicionamento de ar possível, assim como o ar frio com temperatura regulada correspondente é direcionado através de dutos de ar (normalmente em pisos elevados) e através da sala para os racks dos computadores. O ar aquecido é coletado novamente por trás ou por cima dos racks. Deste ponto de vista, é importante que a sala possua também um sistema de ventilação adequado, pois somente assim o ar aquecido que acaba de sair pode ser imediatamente desviado do ambiente do servidor.

Com esse gerenciamento térmico de sala convencional, no melhor dos casos, pode-se desviar uma carga de calor de 1500 watts por metro quadrado. Com uma superfície requerida de 3 metros quadrados por rack, é possível se atingir não mais que 4500 watts por rack. Sistemas padrão de computadores com carga de calor de 6000 watts por rack esgotam ainda mais a capacidade de gerenciamento térmico da sala. Mais significante que isso é o fato de que, nas aplicações em clusters científicos/industriais, a carga de calor é de 12000 watts ou mais por rack. Sistemas de gerenciamento térmico padrão estão muito longe de atender tais cargas. E é aí que o problema começa. Como essas grandes cargas de calor podem ser dissipadas? Os departamentos de desenvolvimento dos fabricantes de processadores já estão trabalhando em novas gerações de CPUs que, baseando-se no tempo e na capacidade de trabalho de seus dispositivos, geram perdas de energia de mais de 150 watts por processador. Com os atuais servidores de alta-performance do tipo "caixa de pizza" (1U) e "lâmina", isso pode ser equacionado com um aumento de 25000 watts por rack.

Os limites dos sistemas de gerenciamento térmico convencionais são rapidamente ultrapassados em tais condições. É necessária uma tecnologia de gerenciamento térmico inovadora, para que se possa lidar com esses altos volumes de energia, ou então não será mais possível transportar os volumes de ar para o resfriamento necessários através dos dutos de ar do edifício. Uma alternativa seria diminuir drasticamente a densidade do equipamento nos racks da central de computadores, em um nível abaixo dos atuais três metros quadrados por rack, o que obviamente iria aumentar o espaço requerido e os custos de uma central de computadores.