Tecnología

Para enfriar sus servidores, Microsoft usa líquido hirviendo

El enorme poder de cálculo que tienen los procesadores y componentes informáticos actuales viene con un problema asociado: las altísimas temperaturas que levantan. Y, cuanto más recalientan, peor rinden. Por esto, las soluciones térmicas son un desafío que, de diversas maneras, las compañías tienen que resolver. Ahora Microsoft copió una técnica que viene de la minería de criptomonedas: sumergir en líquido hirviendo sus servidores.

Según explicó la propia compañía en su página oficial, durante los últimos años experimentaron lo que se llama “refrigeración por inmersión líquida bifásica”.

Esta tecnología permite enfriar de forma mucho más eficiente los dispositivos que por aire (los famosos “cooler fan”, ventiladores), ya que mediante líquido la transferencia de calor es “órdenes de magnitud más eficientes que el aire”, según explicaron desde la compañía.

“A diferencia del agua, el líquido dentro del tanque en forma de sofá es inofensivo para los equipos electrónicos y está diseñado para hervir a 50 grados, 32 grados por debajo del punto de ebullición del agua”, explican sus ingenieros.

“El efecto de ebullición, que se genera por el trabajo que realizan los servidores, aleja el calor de los procesadores informáticos en funcionamiento. La ebullición a baja temperatura permite que los servidores funcionen continuamente a plena potencia sin riesgo de fallas por sobrecalentamiento”, siguen.

La imagen es curiosa: parece que los componentes se están friendo.

El líquido hirviendo elimina el calor generado por los servidores informáticos en un centro de datos de Microsoft. Foto Gene Twedt para Microsoft.

El líquido hirviendo elimina el calor generado por los servidores informáticos en un centro de datos de Microsoft. Foto Gene Twedt para Microsoft.

“Dentro del tanque, el vapor que se eleva desde el fluido en ebullición entra en contacto con un condensador enfriado en la tapa del tanque, lo que hace que el vapor se convierta en líquido y vuelva a ‘llover’ sobre los servidores sumergidos, creando un sistema de enfriamiento de circuito cerrado”, explicó John Roach, un especialista que escribe sobre la investigación y la innovación de Microsoft y publica en el sitio oficial de la compañía.

“Somos el primer proveedor de nube que ejecuta enfriamiento por inmersión en dos fases en un entorno de producción”, dijo Husam Alissa, ingeniero de hardware principal del equipo de Microsoft para el desarrollo avanzado de centros de datos en Redmond, Washington.

Ioannis Manousakis, ingeniero de software principal de Azure (izquierda), y Husam Alissa, ingenieros de Microsoft. Foto Gene Twedt para Microsoft.

Ioannis Manousakis, ingeniero de software principal de Azure (izquierda), y Husam Alissa, ingenieros de Microsoft. Foto Gene Twedt para Microsoft.

“La demanda de procesadores de computadora más rápidos para aplicaciones de alto rendimiento como la inteligencia artificial se ha acelerado”, señaló Alissa. Lo cual actualiza el desafío del enfriamiento.

“Para satisfacer la necesidad de rendimiento, la industria de la computación ha recurrido a arquitecturas de chips que pueden manejar más energía eléctrica. Las unidades centrales de procesamiento, o CPU, han aumentado de 150 watts a más de 300 watts por chip, por ejemplo. Las unidades de procesamiento de gráficos, o GPU, han aumentado a más de 700 watts por chip”, explican desde Microsoft.

Esto redunda en, claro, temperaturas altísimas. “Cuanta más energía eléctrica se bombea a través de estos procesadores, más calientes se ponen los chips. El aumento de calor ha aumentado los requisitos de enfriamiento para evitar que los chips funcionen mal”, explican.

Una lección aprendida de la minería de criptomonedas

Ioannis Manousakis, ingeniero de software principal de Azure, quita un servidor blade de un tanque de enfriamiento por inmersión. Foto Gene Twedt para Microsoft.

Ioannis Manousakis, ingeniero de software principal de Azure, quita un servidor blade de un tanque de enfriamiento por inmersión. Foto Gene Twedt para Microsoft.

“La refrigeración por aire no es suficiente”, dijo Christian Belady, ingeniero y vicepresidente del grupo de desarrollo avanzado de centros de datos de Microsoft en Redmond. “Eso es lo que nos impulsa al enfriamiento por inmersión, donde podemos hervir directamente de las superficies del chip”.

El enfriamiento líquido es una tecnología probada, señaló Belady. La mayoría de los autos que circulan en la actualidad dependen de él para evitar que los motores se sobrecalienten.

Varias empresas de tecnología, incluida Microsoft, están experimentando con la tecnología de placa fría, en la que el líquido se canaliza a través de placas de metal para enfriar los servidores.

“Los participantes de la industria de las criptomonedas fueron pioneros en el enfriamiento por inmersión líquida para equipos informáticos, usándolo para enfriar los chips que registran transacciones de moneda digital”, explicaron.

Esto sucede porque la producción de bitcoins se hace mediante un proceso que consume muchísima energía, tanta como toda la Argentina.

Para minar se usan placas de video (GPU), que son más eficientes que las CPU para este fin. Foto Reuters

Para minar se usan placas de video (GPU), que son más eficientes que las CPU para este fin. Foto Reuters

De alguna manera, todo ese poder de procesamiento necesita un sistema eficiente de enfriamiento. 

Microsoft contó que intenta apuntar a otros proyectos, según contó en su posteo: “El de refrigeración líquida es similar al Proyecto Natick de Microsoft , que está explorando el potencial de los centros de datos submarinos que se implementan rápidamente y pueden operar durante años en el lecho marino sellado dentro de tubos tipo submarino sin ningún mantenimiento in situ por parte de las personas”, explicaron.

“En lugar de un fluido diseñado, el centro de datos submarino está lleno de aire de nitrógeno seco. Los servidores se enfrían con ventiladores y un sistema de plomería de intercambio de calor que bombea agua de mar por tubería a través del tubo sellado”, siguen.

Un paso que, seguramente, también se lleve la atención de los titulares tech.

SL


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