Comprendre les enjeux du calcul haute densité

Le calcul haute densité permet de concentrer une puissance de traitement accrue dans un nombre réduit de baies informatiques, ce qui renforce les exigences imposées aux infrastructures d’alimentation électrique, de refroidissement et de support.

Deerns mobilise son expertise en ingénierie multidisciplinaire et son expérience de projets internationaux pour accompagner ses clients dans une démarche partenariale. Nous intégrons les choix de refroidissement aux enjeux d’alimentation électrique, d’espace disponible, de performance environnementale et d’exploitation, afin de mesurer précisément les conséquences de chaque décision. En s’appuyant sur des hypothèses de capacité réalistes et une stratégie d’adaptation concrète, nos clients peuvent investir en toute confiance dans des infrastructures adaptées aux charges de travail actuelles et capables d’accompagner leur croissance future.

De la densité des baies à la conception globale du datacenter

Chez Deerns, nous constatons que de nombreux projets débutent par la définition d’une densité cible par baie, avant même d’avoir déterminé ce que le site et les infrastructures environnantes peuvent réellement prendre en charge. Une salle informatique plus petite ne signifie pas nécessairement un datacenter moins étendu : elle peut nécessiter d’importants équipements techniques extérieurs, une puissance de raccordement au réseau électrique élevée et une coordination rigoureuse des installations techniques.

Pour les propriétaires et investisseurs de datacenters, la réflexion doit donc porter sur l’ensemble de l’installation. Les technologies de refroidissement permettent d’augmenter la densité des baies, mais leur pertinence dépend de leur intégration aux infrastructures électriques, des contraintes du site et de la stratégie globale d’exploitation. Il ne s’agit pas simplement de déterminer la puissance de calcul pouvant être concentrée dans une baie, mais de vérifier que l’ensemble du datacenter peut la prendre en charge de manière fiable et efficace.

Comprendre les différentes solutions de refroidissement

Le refroidissement liquide évacue la chaleur au plus près de sa source et permet de gérer des charges thermiques de processeurs devenues difficiles à maîtriser par le seul refroidissement à air.

Deux approches méritent une attention particulière :

• Refroidissement direct sur puce (direct-to-chip) : un fluide caloporteur circule dans des plaques froides fixées aux processeurs, permettant de transférer la chaleur sans mettre directement les composants électroniques en contact avec le liquide.
• Refroidissement par immersion : les équipements informatiques compatibles sont immergés dans un fluide diélectrique, ce qui implique des contraintes spécifiques en matière de choix des équipements et de maintenance.

La solution la plus adaptée dépend des équipements, des applications et de la localisation du projet. Dans nos projets de datacenters haute densité au Brésil, le refroidissement direct sur puce constitue actuellement l’approche prédominante, notamment en raison de sa compatibilité avec les équipements des fabricants et des exigences pratiques d’exploitation. Le refroidissement par immersion reste envisageable lorsque les applications et les modalités de maintenance s’y prêtent.

Le refroidissement liquide ne supprime pas nécessairement le besoin de refroidissement à air. Selon la configuration des équipements, certains composants des serveurs et certaines baies réseau peuvent continuer à nécessiter un refroidissement à air. La conception doit donc tenir compte de la répartition réelle des charges thermiques au sein du datacenter. Dans de nombreux cas, une stratégie de refroidissement hybride constitue la solution la plus pertinente pour répondre à différents profils de charge au sein d’une même installation.

Planifier l’aménagement de l’ensemble du site

La concentration de charges électriques plus importantes dans une salle informatique accroît les besoins en infrastructures techniques associées. Groupes électrogènes, postes électriques, équipements de distribution électrique et systèmes de rejet de chaleur doivent disposer de suffisamment d’espace, tout comme les zones d’accès nécessaires à la maintenance. Un bâtiment compact ne garantit donc pas une emprise au sol réduite pour l’ensemble du site.

Notre expérience au Brésil illustre l’importance des contraintes locales. La disponibilité des équipements peut déterminer le nombre de groupes électrogènes et de systèmes électriques associés nécessaires. L’alimentation électrique et la connectivité fibre optique doivent également être accessibles au même emplacement : la disponibilité de ressources énergétiques à l’échelle régionale ne suffit pas à garantir la viabilité d’un projet..

Trois facteurs essentiels doivent être établis avant de définir la capacité du datacenter :

• La puissance électrique pouvant être effectivement fournie et les délais de mise à disposition
• L’intégration des équipements techniques auxiliaires et des accès de maintenance dans l’emprise du terrain
• L’adéquation du climat local, des ressources en eau et de la connectivité avec les besoins d’exploitation envisagés

Concevoir les infrastructures selon une répartition réaliste des baies

La densité maximale par baie et la densité moyenne d’un datacenter sont deux indicateurs distincts. Un cluster d’IA comprend des équipements de calcul, des infrastructures réseau, des connexions et des espaces nécessaires aux interventions techniques. Appliquer la puissance nominale maximale à chaque emplacement de baie peut donc conduire à surestimer la demande électrique probable du datacenter ainsi que sa capacité de calcul réellement exploitable.

Les architectures hybrides permettent d’intégrer une combinaison planifiée d’équipements refroidis par liquide et par air, à condition que leur répartition corresponde aux charges de travail prévues et à la stratégie de déploiement. La flexibilité doit être dimensionnée selon des scénarios d’évolution définis, plutôt que sur l’hypothèse d’une capacité future illimitée. Les infrastructures électriques et de refroidissement doivent ainsi être adaptées à des variations de demande réalistes.

La résilience doit également correspondre au mode d’exploitation du datacenter. Une installation de colocation accueillant plusieurs clients peut présenter des exigences de redondance différentes de celles d’un datacenter exploité par son propriétaire, qui dispose éventuellement de capacités sur d’autres sites. Le dimensionnement pour des températures extérieures extrêmes constitue un autre paramètre : l’augmentation de la capacité de refroidissement peut accroître la demande électrique et l’encombrement des équipements, avec des répercussions sur les coûts.

Évaluer la performance environnementale

Les choix de refroidissement influencent simultanément la consommation électrique, l’utilisation de l’eau et les émissions de carbone. Réduire la consommation d’eau liée au refroidissement évaporatif peut entraîner une hausse de la demande électrique, tandis que le recours à l’eau pour le refroidissement peut, dans des conditions favorables, limiter cette consommation d’électricité. Le bilan environnemental dépend alors de la disponibilité locale des ressources en eau, du climat et des caractéristiques de l’approvisionnement électrique.

Trois indicateurs complémentaires permettent d’établir une évaluation globale tenant compte des variations saisonnières :

• Power Usage Effectiveness (PUE) : rapport entre l’énergie totale consommée par le datacenter et celle utilisée par les équipements informatiques.
• Water Usage Effectiveness (WUE) : rapport entre la consommation annuelle d’eau du site et l’énergie consommée par les équipements informatiques.
• Carbon Usage Effectiveness (CUE) : rapport entre les émissions de carbone liées à l’exploitation et l’énergie consommée par les équipements informatiques.

Une communication transparente avec les populations riveraines doit porter aussi bien sur la consommation totale de ressources que sur les pics de demande, afin de présenter une vision réaliste des besoins du datacenter à l’échelle locale. Si les indicateurs d’efficacité sont essentiels pour mesurer les performances, l’analyse des besoins en valeur absolue permet de mieux comprendre les interactions entre le datacenter, les infrastructures locales et les ressources disponibles.

Transformer les ambitions en infrastructures réalisables

L’enjeu de l’ingénierie consiste à déterminer la capacité de calcul réellement exploitable qu’un site peut accueillir, tout en garantissant fiabilité, responsabilité environnementale et respect du programme d’investissement du client. L’identification précoce des contraintes permet de prendre des décisions mieux éclairées, avant que les choix fonciers, les équipements et les plans d’aménagement ne deviennent difficiles à modifier.

Deerns adopte une vision globale des infrastructures, en associant alimentation électrique, refroidissement, caractéristiques du site, ingénierie et exigences d’exploitation pour transformer les ambitions de calcul haute densité en datacenters résilients, performants et techniquement réalisables.