Un Data Center non può funzionare senza un adeguato sistema di raffreddamento.
Ma se, tradizionalmente, si tendeva a utilizzare sistemi di raffreddamento ad aria, le odierne esigenze di calcolo richiedono una tecnologia che raggiunga performance migliori.
Ne parliamo con Mariachiara D’Aniello, Senior Advisor for Energy Solutions di Endress+Hauser.
Indice:
- Quali sono le principali differenze tra un sistema di raffreddamento a liquido e ad aria
- Perché oggi il sistema di raffreddamento ad aria sta mostrando i suoi limiti fisici?
- In che modo un impianto di raffreddamento a liquido rappresenta un’alternativa migliore?
- Esistono dei vantaggi significativi anche in termini di sostenibilità?
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«Il raffreddamento ad aria nasce, storicamente, per una ragione di semplicità impiantistica e tecnologica. È il sistema tradizionale presente da sempre nelle sale server aziendali, basato su ventilatori che muovono flussi d'aria per asportare il calore dai componenti.
Dal punto di vista industriale ed economico, le differenze tra un sistema ad aria e uno a liquido si possono riassumere in quattro punti.
Il primo è la semplicità di funzionamento e impianto. Il raffreddamento ad aria è tecnologicamente più semplice da realizzare e gestire rispetto a un circuito idraulico a liquido.
Poi, possiamo considerare l’investimento economico iniziale, che per un sistema di raffreddamento ad aria è sicuramente minore rispetto a quello che richiederebbe un’infrastruttura a liquido.
Il terzo punto è l’efficienza energetica. Le ventole di un sistema ad aria richiedono molta più energia rispetto a un sistema a liquido, senza considerare che il calore disperso nell'aria si dissipa senza possibilità di reale recupero.
L’ultima grande differenza, forse anche la più importante, è la gestione della densità di potenza dei rack: l'aria ha una capacità limitata di gestire elevate densità di potenza, mentre il liquido offre prestazioni estremamente elevate.»
| Parametro di confronto | Raffreddamento ad aria | Raffreddamento a liquido |
| Tecnologia e Impianto | Semplice (ventilatori) | Più complessa (circuiti idraulici, CDU) |
| Investimento Iniziale | Minore | Maggiore |
| Efficienza Energetica | Inferiore | Superiore |
| Densità Potenza Rack | Limitata | Molto elevata (fino a 1200 kW) |
| Indice PUE | Più distante dall'unità | Ottimale (vicino a 1.0) |
| Recupero del Calore | Difficile, alta dispersione nell'aria | Elevato |
«Il raffreddamento ad aria sta incontrando un vero e proprio limite fisico dovuto all'aumento vertiginoso della densità di potenza.
Un tempo, le unità server gestivano potenze nell'ordine dei 100 kW per rack; oggi, con le nuove GPU dedicate all'AI e all'analisi dei Big Data, parliamo di densità che raggiungono i 1200 kW.
Con carichi termici di questa portata, l'aria non riesce più a performare.
Aumentare la ventilazione, contrariamente a quanto si potrebbe pensare, non è una soluzione percorribile, perché l’aria accumula calore molto rapidamente e non riesce ad asportarlo in tempo dai treni di server, causando picchi di temperatura incontrollabili e consumi elettrici insostenibili.»
«Il liquido garantisce uno scambio termico immensamente più efficiente rispetto all'aria.
Nel liquid cooling, le unità di raffreddamento sono connesse direttamente ai server attraverso tubazioni che portano il fluido a ridosso dei componenti che generano calore.
Grazie a questo sistema, è possibile modulare e gestire la portata d'acqua inviata alle Cooling Distribution Units (CDU) in base al carico termico reale delle GPU.
Il passaggio a sistemi di raffreddamento a liquido influisce anche sull’ottimizzazione del PUE, ovvero l'indicatore di efficienza energetica richiesto a livello europeo e dal MASE.
Idealmente, tale valore dovrebbe avvicinarsi quanto più possibile al numero 1.
Con le performance di un sistema di raffreddamento ad aria, questo target sarebbe difficile da raggiungere, ma usando il liquido refrigerante si possono ottenere ottimi risultati in termini di Power Usage Efficiency.»
«Assolutamente sì. La sostenibilità è, di fatto, uno dei fattori che motivano il passaggio al raffreddamento a liquido, specialmente in Europa, dove il mercato viene guidato dagli obiettivi di abbattimento emissioni dell’Agenda 2030.
Consideriamo che, con il liquid cooling, abbiamo a che fare con un sistema che invia acqua refrigerante alle GPU e trasporta in uscita il medesimo liquido, ma con temperature molto più elevate.
Dato che l’energia termica accumulata nel processo non si disperde nell’atmosfera, è possibile incanalarla in pompe di calore e riutilizzarla, per esempio, per il teleriscaldamento urbano.
Questo è forse l’aspetto più attuale che dobbiamo tenere in considerazione, soprattutto se pensiamo a normative recenti come la Legge Regionale 11/2026 della Lombardia, che obbliga la produzione di Data center a sottoporre i sistemi a Valutazioni di Impatto Ambientale (VIA) su emissioni e consumi idrici.»
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