Dai server caldi ai grandi risparmi: una start-up riduce le emissioni del 90%

Il calore nascosto dietro ogni azione online

Ogni volta che clicchi su Facebook o fai una ricerca su Google, un server situato tra file e file di macchine in un data center, da qualche parte nel mondo, elabora una risposta. Si stima che Google abbia 2 milioni di server nel mondo, Amazon circa 450.000 e Facebook oltre 200.000; questa crescente batteria di apparecchiature gestisce enormi quantità di dati, generando altrettanto calore.

Questi data center consumano quantità fenomenali di energia per il raffreddamento – secondo alcune stime, fino a qualche percento dell’elettricità mondiale. Ciò significa bollette energetiche enormi – solo negli Stati Uniti si spendono 6 miliardi di dollari all’anno per raffreddare i data center – e grandi quantità di emissioni di CO₂. Con il settore dei server in crescita del 12% annuo, la domanda energetica è destinata ad aumentare. In risposta, alcune aziende IT stanno costruendo data center sopra il Circolo Polare Artico per sfruttare il raffreddamento naturale gratuito.

Ma una start-up di Sheffield, UK, ha sviluppato una soluzione innovativa che permette di raffreddare i server in modo economico ed efficiente, ovunque nel mondo. L’innovazione di Iceotope è considerata una delle soluzioni di raffreddamento più entusiasmanti per i data center, e potrebbe rivoluzionare il settore. Gli scambiatori di calore Alfa Laval svolgono un ruolo chiave nel sistema.

Il raffreddamento a liquido cambia le regole

La soluzione di Iceotope si basa sullo stesso principio che ti porta a mettere la mano sotto l’acqua fredda quando ti scotti, invece di soffiare: l’acqua è un conduttore di calore migliore dell’aria. In realtà, l’acqua è 1.850 volte più efficace nel raffreddamento rispetto all’aria.

“Quello che cerchiamo di fare è eliminare gli sprechi dal data center,” dice Peter Hopton, fondatore e CEO di Iceotope. “Vediamo lo spreco come più di una cosa: infrastrutture inutili e consumo energetico inefficiente. La nostra missione è ripensare il data center ed eliminare gli sprechi usando tecnologie di raffreddamento a liquido.”

Lo status quo attuale vede i server dei data center raffreddati da aria fredda soffiata sui componenti caldi. Ma questo è rumoroso e inefficiente, e richiede molta attrezzatura che potrebbe essere eliminata con il raffreddamento a liquido. “Di solito, in un data center, metà del consumo totale di energia deriva da ventole, condizionatori e gestione dell’aria, ed è uno spreco,” afferma Hopton.

Una soluzione in tre fasi

La tecnologia Iceotope elimina praticamente la necessità di ventole all’interno dei server. “Sono sostituite da un sistema che funziona per convezione naturale,” dice Hopton. “Eliminiamo le unità CRAC, i compressori e le pompe di calore. Tutto ciò che abbiamo sono pompe di circolazione che fanno scorrere il liquido refrigerante verso radiatori esterni. Questo elimina fino al 97% della potenza che veniva consumata da un sistema di raffreddamento tradizionale.”

La soluzione Iceotope prevede tre stadi di raffreddamento:

1. Nel primo stadio, presso i server, un liquido speciale ultra-convettivo chiamato 3M Novec Engineered Fluid convette il calore quasi 20 volte più velocemente dell’acqua. Questo liquido, in cui la scheda madre è completamente immersa, non conduce elettricità come l’acqua, ma rimuove il calore dall’elettronica senza danneggiarla. In effetti, potresti immergere il tuo smartphone in una vasca di questo liquido e continuerebbe a funzionare perfettamente.
   
   
2. Nel secondo stadio, il calore estratto dai server dal liquido viene fatto circolare nel cabinet tramite scambiatori di calore Alfa Laval posti all’interno del cabinet.
   
   
3. Nel terzo stadio, gli scambiatori trasferiscono il calore dal circuito secondario a un terzo circuito d’acqua che porta il calore fuori dall’edificio. Il sistema permette anche di recuperare il calore, fornendolo sotto forma di acqua calda per il riscaldamento dell’edificio.

Ogni cabinet server contiene due scambiatori di calore Alfa Laval. “Decoppiano il nostro cabinet dall’edificio, il che significa che se c’è un guasto nel cabinet, riguarda solo quel cabinet e non gli altri nell’edificio,” dice Hopton. “Per essere scalabili, serve questo livello di decoupling. Se hai migliaia di cabinet, la probabilità di un guasto aumenta e vuoi che il problema resti confinato a un cabinet, non che coinvolga tutto l’edificio.”

Doppi risparmi energetici e potenziale di mercato globale

Il sistema server Iceotope riduce tipicamente i costi di raffreddamento dei data center fino al 97%; la richiesta di energia dei server fino al 25% (perché non ci sono ventole né parti mobili); e i costi complessivi dell’infrastruttura ICT fino al 50%, rispetto ai sistemi tradizionali ad aria o acqua. Il sistema genera acqua fino a 50 °C, e quel calore può essere riutilizzato, offrendo doppi risparmi energetici e di carbonio. Inoltre, il sistema è silenzioso – a differenza delle soluzioni tradizionali ad aria – e server e supercomputer possono operare accanto alle persone, ad esempio nei laboratori.

Questa tecnologia di raffreddamento a liquido di nuova generazione significa che i grandi operatori del settore data center non saranno costretti a collocare le loro strutture in climi freddi. “Non fa molta differenza se operi nel Circolo Polare Artico, sulla costa sud della Spagna o in Africa,” dice Hopton. “Con la soluzione Iceotope puoi posizionare i data center dove è più conveniente in termini di connettività e energia, senza preoccuparti delle condizioni ambientali. Il valore potenziale di mercato per questo prodotto è di miliardi.”