Comprendere l’high-density computing

L’high-density computing concentra una maggiore capacità di elaborazione in un numero inferiore di rack, aumentando le esigenze delle infrastrutture che alimentano, raffreddano e supportano i sistemi IT.

Deerns porta in questo contesto competenze multidisciplinari di ingegneria e un’esperienza internazionale consolidata, lavorando al fianco dei clienti come partner strategico. Le decisioni relative al raffreddamento vengono valutate insieme a disponibilità di potenza elettrica, spazi fisici, prestazioni ambientali ed esigenze operative, rendendo chiaro l’impatto di ogni scelta.

Grazie a ipotesi realistiche sulla capacità installabile e a percorsi di crescita concreti, i clienti possono investire con maggiore sicurezza in infrastrutture in grado di supportare i carichi attuali e le future esigenze di espansione.

Dalla densità dei rack alla progettazione dell’intera infrastruttura

Spesso i progetti partono da un obiettivo di densità per rack prima di verificare cosa l’infrastruttura e il sito possano effettivamente supportare.

Una sala server più compatta non implica necessariamente un data centre più piccolo. Potrebbe comunque richiedere importanti impianti esterni, elevata capacità di rete elettrica e sistemi tecnologici accuratamente coordinati.

Per proprietari e investitori, il punto di partenza dovrebbe essere la struttura nel suo complesso.

Le tecnologie di raffreddamento possono consentire densità più elevate, ma il loro valore dipende dalla capacità di integrarsi con l’infrastruttura elettrica, i vincoli del sito e la strategia operativa complessiva.

La domanda non è semplicemente quanta potenza possa essere installata in un rack, ma se l’intera struttura sia in grado di sostenerla in modo affidabile ed efficiente.

Comprendere le opzioni di raffreddamento

Il liquid cooling rimuove il calore direttamente vicino alla sua fonte, supportando carichi di elaborazione che diventano difficili da gestire esclusivamente con il raffreddamento ad aria.

Due approcci meritano particolare attenzione:

• Direct-to-chip cooling: il fluido refrigerante circola attraverso piastre fredde collegate ai processori, trasferendo il calore senza entrare direttamente in contatto con l’elettronica.
• Immersion cooling: le apparecchiature IT compatibili vengono immerse in un fluido elettricamente non conduttivo, con implicazioni specifiche in termini di manutenzione e scelta delle apparecchiature.

La soluzione più adatta dipende da tecnologia utilizzata, applicazione e contesto operativo.

Nei progetti ad alta densità sviluppati da Deerns in Brasile, il raffreddamento direct-to-chip rappresenta attualmente l’approccio prevalente, grazie alla sua compatibilità con le apparecchiature presenti sul mercato e alle esigenze operative dei clienti.

L’immersion cooling rimane un’opzione interessante in applicazioni specifiche dove manutenzione e gestione operativa ne giustificano l’adozione.

L’introduzione del raffreddamento a liquido non elimina necessariamente la necessità del raffreddamento ad aria.

Altri componenti dei server e apparati di rete possono continuare a dipendere da sistemi tradizionali. Per questo motivo, in molti casi la soluzione più efficace consiste in una strategia ibrida in grado di gestire differenti tipologie di carico all’interno dello stesso data centre.

Pianificare l’intero sito

Concentrare una maggiore quantità di carico elettrico all’interno di una sala server comporta un aumento delle infrastrutture necessarie per supportarla.

Generatori, cabine elettriche, sistemi di distribuzione e impianti di dissipazione del calore richiedono spazio, così come le aree necessarie per manutenzione e accessibilità.

Per questo motivo, un edificio compatto non equivale necessariamente a un sito compatto.

L’esperienza di Deerns in Brasile evidenzia inoltre l’importanza dei vincoli locali.

La disponibilità delle apparecchiature può influenzare il numero di generatori e sistemi elettrici necessari. Allo stesso modo, disponibilità di energia e connettività in fibra ottica devono coincidere nella stessa localizzazione affinché il progetto sia realmente realizzabile.

Tre fattori devono essere chiariti prima di definire la capacità del sito:

• quale potenza elettrica può essere effettivamente fornita e in quali tempi;
• come impianti e accessi manutentivi possano essere integrati nel lotto disponibile;
• se clima, disponibilità idrica e connettività locale siano compatibili con l’operatività prevista.

Progettare per una densità realistica

La densità massima di un rack e la densità media dell’intera struttura non sono la stessa cosa.

Un cluster dedicato all’intelligenza artificiale comprende sistemi di elaborazione, networking, connessioni e spazi per manutenzione e supporto.

Applicare il valore massimo teorico a ogni rack può quindi portare a sovrastimare sia la capacità di calcolo sia il fabbisogno energetico complessivo.

I progetti ibridi consentono di combinare rack raffreddati a liquido e ad aria, ma questo equilibrio deve essere definito in base ai carichi di lavoro previsti e alla strategia di implementazione.

La flessibilità deve essere progettata attorno a scenari realistici e non a una capacità teoricamente illimitata.

Anche la resilienza deve riflettere il reale modello operativo.

Un data centre di colocation con molteplici tenant presenta esigenze di ridondanza differenti rispetto a una struttura di proprietà che dispone di capacità distribuita su più sedi.

Inoltre, progettare per temperature ambientali particolarmente elevate può richiedere impianti di raffreddamento più grandi, maggiori consumi elettrici e investimenti più consistenti.

Valutare le prestazioni ambientali

Le scelte di raffreddamento influenzano direttamente:

• consumo energetico;
• utilizzo dell’acqua;
• emissioni di carbonio.

Ridurre il consumo idrico può comportare un aumento della domanda elettrica, mentre l’utilizzo dell’acqua nei processi di raffreddamento può diminuire il fabbisogno energetico in determinate condizioni.

L’impatto ambientale finale dipende quindi da fattori locali quali disponibilità d’acqua, caratteristiche climatiche e mix energetico.

Tre indicatori fondamentali consentono una valutazione integrata:

• PUE (Power Usage Effectiveness): energia totale del data centre rapportata all’energia utilizzata dall’IT.
• WUE (Water Usage Effectiveness): consumo annuale d’acqua rapportato all’energia utilizzata dall’IT.
• CUE (Carbon Usage Effectiveness): emissioni operative di carbonio rapportate all’energia utilizzata dall’IT.

Una comunicazione trasparente con le comunità locali dovrebbe considerare non soltanto gli indicatori di efficienza, ma anche i consumi assoluti e i picchi di domanda, fornendo una visione più completa dell’interazione tra il data centre e le risorse del territorio.

Trasformare l’ambizione in un’infrastruttura realizzabile

La vera sfida ingegneristica consiste nel definire quanta capacità di calcolo un sito possa supportare in modo affidabile, sostenibile e compatibile con il programma di investimento del cliente.

Affrontare precocemente i vincoli progettuali consente di prendere decisioni migliori prima che terreno, apparecchiature e configurazione del sito diventino difficili da modificare.

Deerns adotta una visione sistemica che collega alimentazione elettrica, raffreddamento, caratteristiche del sito, ingegneria e requisiti operativi, trasformando gli obiettivi dell’high-density computing in data centre resilienti, efficienti e concretamente realizzabili.