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Como a IA está a trazer Arrefecimento Líquido para o Fabrico de Chips

À medida que a tecnologia avança, aplicações de Inteligência Artificial (IA) e Machine Learning proliferam, o equipamento informático tem vindo a exigir maior fornecimento de energia e a resultar em maiores cargas térmicas. Os problemas de eficiência energética e potência consumida resultantes de equipamento IT avançado acumulam-se: os chips requerem mais potência e geram mais calor e por sua vez, o seu desenvolvimento exige potência adicional destinada ao seu arrefecimento.

Um inquérito realizado no início de 2024 descobriu que de entre 812 profissionais TI, 38.3% tinham a expectativa de usar infraestrutura de arrefecimento líquido nos seus Data Centers até 2026, um número que provavelmente continuará a aumentar nos próximos anos.

Arrefecimento Líquido é uma tecnologia vital para escalar a
IA, visto que gere eficientemente o calor produzido por
sistemas de computação de alta performance. Esta
abordagem melhora a fiabilidade, reduz os consumos de
energia e acomoda os pesados requisitos computacionais
de tarefas IA. Ao trazer os elementos dissipadores para 
mais próximo da fonte de calor, as soluções de
arrefecimento aplicadas diretamente no chip potenciam
uma maior eficiência de dissipação e permitem um controlo de temperatura mais preciso.

Este método de arrefecimento inovador não só melhora de forma geral a performance e fiabilidade dos servidores, como permite aos Data Centers operarem com maiores densidades de potência.

Fabricar o Chip

Uma parte importante do processo de fabrico dos chips é a fase de testes. Os fabricantes precisam de se assegurar que os chips que eles produzem estão
prontos para operar na sua capacidade máxima e
com funcionamento 24/7. Esta exigência torna
imprescindível a fase de testes intensiva antes de
saírem das instalações de fabrico. Como os chips
precisam arrefecimento para estes testes, devido à
necessidade de equiparar o teste ao seu
funcionamento expectável, os fabricantes precisam
de infraestruturas de arrefecimento capazes e
idênticas às usadas quando em funcionamento
normal. Historicamente, os fabricantes conseguiam
usar maioritariamente arrefecimento a ar para a fase de testes, mesmo que os chips fossem arrefecidos a líquido pelos clientes finais, os chips podiam ser testados com tecnologias de arrefecimento menos eficientes. No entanto, os novos chips dedicados a IA e Computação de Alta Performance nem sequer podem ser postos em funcionamento sem estarem arrefecidos a líquido pois o arrefecimento a ar não consegue lidar com a carga térmica sem causar danos ao chip.

Assim, arrefecimento a líquido tem de ser instalado nos ambientes fabris desde o primeiro dia. Os fabricantes têm de se assegurar que os chips são capazes de operar à sua máxima potência com sucesso no campo, e como tal, precisam de ser testados sob condições extremas de operação. Quem também pode beneficiar deste processo são os utilizadores finais dos chips, que ao utilizarem no campo a mesma infraestrutura de arrefecimento a líquido usada nos testes, mantém a infraestrutura de arrefecimento dos chips consistente.

Deteção de Fugas com Hélio

Um aspeto fundamental dos chips com arrefecimento a líquido passa pelo teste de fugas usando o gás hélio, para detetar até as fugas mais pequenas na infraestrutura de arrefecimento. É crucial que                                                                    os fabricantes de chips garantam que todos os componentes do                                                                  sistema de arrefecimento a líquido fornecidos por terceiros,                                                                          como coletores e unidades de distribuição de líquido (CDU),                                                                          sejam submetidos a testes de fuga com hélio. Esses testes                                                                            ajudam a manter a integridade e a fiabilidade, melhorando a                                                                        qualidade geral da infraestrutura líquida que suporta TI de alto                                                                    desempenho. Ao seguirem esse método, os fabricantes de chips                                                                  asseguraram, com confiança, que os seus produtos são                                                                                  colocados no mercado com garantia de total fiabilidade. É                                                                            importante que os fabricantes de chips e os utilizadores finais                                                                      trabalhem com fornecedores de infraestrutura de refrigeração                                                                      confiáveis, que entendam como projetar, instalar e servir                                                                                adequadamente a arquitetura de arrefecimento.

A nVent, como líder em inovações de
arrefecimento a líquido, orgulha-se do seu forte
histórico de solucionar os desafios de
refrigeração mais difíceis para fornecedores
globais de serviços de Cloud e de colaborar para
apoiar o futuro da computação em IA. A nVent
fornece soluções standard e personalizadas para
a próxima geração de computação suportada
pela sua escalabilidade e capacidade global e
como tal, está bem posicionada para fornecer
soluções de arrefecimento a líquido sustentáveis,
eficientes e resilientes para suportar IA e
computação de alto desempenho em todo o mundo. Alguns exemplos disso são:

– Parceria colaborativa com a NVIDIA anunciada
em comunicado à imprensa a 18 de Novembro,
com o objetivo de implementar soluções de
arrefecimento a líquido em grande escala para
suportar o NVIDIA GB200 NVL72 e as plataformas
de próximas gerações, uma colaboração que se prevê potenciar a performance e a eficiência energética de Data Centers suportados pela NVIDIA, através da tecnologia de ponta, feita à medida, para assim fazer avançar a próxima geração de computação que visa responder à demanda por IA. No mesmo comunicado anunciaram também que essa colaboração com a NVIDIA se estendeu ao desenvolvimento de soluções para serem entregues à comunidade do Open Compute Project (OCP), que procuram escalar e acelerar a indústria de Data Center através de conceitos de design open-source para Data Centers.

– Anúncio de um novo produto para a infraestrutura de
arrefecimento a líquido, o nVent LTA Sidecar, também em
comunicado à imprensa. Este produto foi apresentado e
demonstrado em pleno evento SC’24, no stand da nVent e da
Lenovo (em conjunto com o seu produto Lenovo Neptune).
Esta unidade de rejeição de calor é uma solução de arrefecimento
a líquido escalável que permite aos Data Centers integrarem IA
e cargas de trabalho de alto desempenho sem necessitarem de
infraestrutura de suporte ao arrefecimento a líquido em todo o
pavilhão e o seu design modular permite uma fácil expansão
que possa acompanhar a procura de maior capacidade de
refrigeração e inclui funcionalidades de substituição de
componentes sem desligar o sistema (Hot-Swap), bem como manutenção sem necessitar de ferramentas, o que resulta em instalação e serviço facilitados. Neste evento a nVent também apresentou o novo modelo dos seus PDU’s inteligentes, agora com capacidade até 125 Amps para suportar racks de alta densidade típicas em IA.

– Um outro parceiro da NVIDIA, a Gigabyte, no seu stand
no evento DCW Singapura, utilizou a unidade de
distribuição de fluido da nVent, o nVent RackChiller
CDU800, em combinação com a unidade de permutação
de calor de porta traseira, o nVent Rear Door Heat
Exchanger 
(RDHx), que permite equipar os Data Centers
com até 78kW por rack de alta densidade e assim
conseguir arrefecimento de alta potência sem renovar
completamente a infraestrutura, assegurando otimização
de custos e simplificando a instalação.

Na SAE estamos prontos para o ajudar na sua transição para o arrefecimento a líquido, consulte os nossos especialistas para saber qual a solução mais indicada para o seu projeto, ou descubra todas as capacidades de arrefecimento a líquido da nVent Schroff em: Discover the Difference with Liquid Cooling e o restante portfólio abrangente e a experiência da nVent SCHROFF, incluindo soluções de Data Center adaptáveis, modulares e escaláveis, em: Data Centers e Networking | nVent SCHROFF DATA-SOLUTIONS.

Artigo de 09/01/2025

Para mais informações:

SAE – Sistemas de Automação e de Energia, Lda. 

Tel.: +351  224  956 496

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