Nvidia adota servidores refrigerados a 45 °C para reduzir consumo de energia em IA
Inovação na refrigeração de data centers promete eficiência energética e redução de consumo de água.
Nos últimos anos, a imagem tradicional de data centers, associada a ambientes frios e barulhentos, está sendo desafiada pela expansão da inteligência artificial. A nova infraestrutura precisa não apenas acomodar chips mais potentes, mas também operar de maneira eficiente em termos de consumo de energia.
A Nvidia introduz uma abordagem inovadora ao utilizar um líquido de refrigeração a 45 °C, temperatura superior à da água de muitas banheiras de hidromassagem. Essa mudança é impulsionada pela crescente demanda por operações em data centers, que requerem maior capacidade de processamento em espaços reduzidos, resultando em um aumento significativo tanto no consumo de eletricidade quanto na geração de calor.
A eficiência energética, segundo a Nvidia, não se resume a consumir menos energia, mas sim a realizar mais operações computacionais por quilowatt-hora. Esse conceito se tornou um dos principais desafios na infraestrutura digital moderna.
A resposta a esse desafio é o Rubin, uma geração de infraestrutura para IA que utiliza refrigeração 100% líquida. Nesse sistema, todos os componentes, incluindo CPUs, GPUs e elementos de rede, são resfriados com líquido em um circuito fechado. Essa arquitetura elimina a necessidade de ventiladores, permitindo que o calor seja capturado diretamente na superfície dos componentes, utilizando uma mistura de 75% de água e 25% de propilenoglicol como refrigerante.
Como resfriar os chips com líquido a 45 °C
Um aspecto intrigante dessa solução é que um líquido mais quente pode, na verdade, ajudar a reduzir o consumo de energia. Os chips de IA operam entre 80 e 100 °C, e um líquido a 45 °C, embora quente para a percepção humana, é consideravelmente mais frio em comparação com a temperatura de operação dos chips.
Diferentemente dos servidores que utilizam ar frio para refrigeração, o sistema com líquido emprega placas frias que fazem contato direto com os componentes críticos. Essas placas contêm microcanais por onde o líquido circula, absorvendo o calor gerado. O líquido aquecido é então resfriado fora do rack antes de retornar ao sistema.
A principal vantagem desse sistema é que, ao operar a 45 °C, não é necessário resfriar o líquido a temperaturas extremamente baixas antes de enviá-lo de volta aos servidores, resultando em significativa economia de energia elétrica.
A tecnologia da Nvidia também permite a transferência de calor para circuitos externos, que podem dissipá-lo com refrigeradores secos, reduzindo a dependência de sistemas de refrigeração mecânica. Em grandes instalações, essa abordagem pode resultar em uma diminuição considerável do consumo de eletricidade dedicado à remoção de calor.
Além disso, essa solução promete reduzir o uso de água, uma vez que o líquido não é descartado a cada ciclo, retornando ao sistema. Projetos que utilizam refrigeradores secos podem praticamente eliminar o consumo de água, em contraste com sistemas tradicionais que podem demandar milhões de litros anualmente.
Para implementar essa tecnologia, não é suficiente apenas atualizar o sistema de refrigeração; é necessário redesenhar a arquitetura interna dos servidores. Anteriormente, os servidores com refrigeração líquida eram híbridos, dependendo do ar para resfriar alguns componentes.
No Rubin, a engenharia térmica reformulou o percurso do líquido, simplificando a arquitetura com uma única entrada e saída. O resultado são painéis frontais limpos e vedados, permitindo que os racks concentrem mais capacidade de processamento em menos espaço.
Embora a capacidade de operar a 45 °C amplie a eficiência na dissipação de calor, a Nvidia reconhece que o clima local influencia a eficácia do sistema. Instalações em regiões quentes podem ainda precisar de sistemas mecânicos de refrigeração, mas a proposta visa reduzir significativamente a dependência desses equipamentos.
Com o crescimento da demanda por capacidade de processamento impulsionada pela inteligência artificial, a indústria deve encontrar soluções eficazes para o resfriamento. A abordagem da Nvidia consiste em capturar o calor no ponto de geração, transportá-lo por um circuito de refrigeração líquida e operar em temperaturas mais altas, transformando a maneira como o calor é tratado em data centers.
Imagens | Nvidia
