Shell et Intel poussent l'immersion pour refroidir les serveurs

Les méthodes de refroidissement par air pour les processeurs et accélérateurs GPU des serveurs traitant des charges de travail intensives en calcul haute performance (HPC) et en intelligence artificielle se sont révélées totalement inadéquates avec la hausse de l'enveloppe thermique de ces composants, entraînant une augmentation de la consommation d'énergie et des coûts associés. D'autres méthodes reviennent sur le devant de la scène comme le refroidissement liquide et le refroidissement par immersion liquide, qui utilise un fluide à la place de l'air pour empêcher les composants électroniques de surchauffer. Cependant, il n'existait jusqu'à présent aucune norme prouvant la fiabilité et la facilité de déploiement des solutions d'immersion disponibles. Mais selon Intel, c'est désormais chose faite : le fabricant de semi-conducteurs a certifié les fluides de refroidissement par immersion de Shell Global Solutions pour une utilisation dans les centres de données. Les fluides du pétrolier sont les premiers à recevoir la certification officielle d'un grand fabricant de puces.

« Nous démontrons qu'il est possible de passer directement à des solutions pré-validées qui ont fait leurs preuves en matière d'amélioration des performances, d'efficacité énergétique et de réduction de l'impact environnemental, et qui sont soutenues par une certification complète et des options de garantie inédites dans le secteur », a déclaré Selda Gunsel, directrice technique et vice-présidente exécutive de la technologie chez Shell.

Aussi fiables que les systèmes refroidis à l'air

Selon Intel, son offre Data Center Certified for Immersion Cooling vise à établir une norme en matière d'efficacité et de performances. Elle a été « testée de manière approfondie et rigoureuse » dans les laboratoires de pointe du fournisseur et a satisfait aux critères de certification, a expliqué Samantha Yates, ingénieure principale chez Intel. Cette offre est équipée de serveurs Supermicro et de caissons Submer, et est la première méthode d'immersion disponible pour les processeurs Intel Xeon de 4e et 5e générations. Lors des tests réalisés par Intel, ses processeurs sont restés aussi fiables avec les fluides de refroidissement par immersion de Shell qu'avec les systèmes traditionnels de refroidissement par air. Les ingénieurs du fondeur ont également effectué une série complète de tests de compatibilité des matériaux et de fiabilité à l'échelle du rack, a expliqué Mme Yates.

Parallèlement à la certification, Intel propose une garantie supplémentaire pour les processeurs Xeon à immersion monophasée. Cela témoigne de la confiance du fondeur dans la durabilité et l'efficacité des fluides de Shell. M. Yates a expliqué que cette extension complète les conditions de garantie standard d'Intel et est disponible pour les opérateurs de centres de données qui déploient des processeurs Xeon de 4e et 5e génération dans les fluides d'immersion Shell. Elle vise à donner aux opérateurs de centres de données l'assurance que leur investissement est garanti lorsqu'il est déployé correctement. Les fluides du pétrolier sont disponibles dans le monde entier et peuvent être utilisés dans des infrastructures existantes modernisées ou dans de nouvelles installations.

Réduction de la consommation de ressources, hausse des performances

Les centres de données consomment entre 10 et 50 fois plus d'énergie par mètre carré que les immeubles de bureaux traditionnels, et ils devraient représenter plus de 20 % de la croissance de la demande en électricité d'ici 2030. En grande partie en raison de l'explosion de l'IA, la consommation d'énergie des centres de données devrait doubler, passant de 415 térawattheures en 2024 à environ 945 TWh d'ici 2030. Il existe plusieurs autres technologies utilisées pour le refroidissement des centres de données, notamment le refroidissement par air et par eau, les plaques froides (directement sur la puce) et le refroidissement de précision (ciblé sur des zones spécifiques), mais l'utilisation du refroidissement par immersion est en augmentation et devrait représenter 36 % des revenus liés à la gestion thermique des centres de données d'ici 2028. Avec cette méthode, les serveurs et les équipements réseau sont placés dans des fluides de refroidissement qui absorbent et dissipent la chaleur générée par les équipements électroniques. Ces fluides spécialisés sont thermoconducteurs mais non conducteurs d'électricité (diélectriques), ce qui les rend sûrs pour l'immersion d'équipements électriques. « L'immersion élimine l'utilisation de ventilateurs gourmands en énergie pour refroidir les serveurs en utilisant le fluide d'immersion en circulation pour dissiper la chaleur », explique M. Yates.

Selon Shell, le refroidissement par immersion monophasé :

• Réduit la consommation d'électricité jusqu'à 48 % ;

• Réduit les niveaux de CO2 jusqu'à 30 % ;

• Réduit la consommation d'eau jusqu'à 99 % ;

• Nécessite jusqu'à 80 % d'espace au sol en moins ;

• Fournit 40 % de puissance de traitement en plus ;

• Réduit les dépenses d'exploitation et d'investissement de 40 %.

L'immersion utilisée dans les datacenters Shell

Le pétrolier affirme que son fluide de refroidissement par immersion a une capacité thermique plus de mille fois supérieure à celle de l'air, et qu'il est moins bruyant et moins encombrant. Le refroidissement par liquide élimine également le besoin de refroidisseurs, de roulements et de refroidissement par évaporation. Les liquides peuvent être utilisés dans des endroits humides et chauds, à des températures pouvant atteindre 45 °C (113 °F). Ils sont stables, exempts de substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS) et biodégradables « à des degrés divers », selon Shell. Ce dernier a développé ses fluides de refroidissement par immersion monophasiques dans ses laboratoires et les utilise dans ses propres centres de données. Shell a converti un cluster HPC de son centre de données de Houston au refroidissement par liquide fin 2023. Le centre dispose de six réservoirs contenant 864 serveurs immergés dans des fluides maison et est alimenté à 100 % par des énergies renouvelables.

Le pétrolier travaille depuis deux ans avec Intel pour certifier ses fluides de refroidissement par immersion, qui « ont le potentiel de transformer la manière dont les centres de données sont refroidis et leur consommation d'énergie », a déclaré Jason Wong, vice-président exécutif mondial de Shell Lubricants. Reste que les DSI français sont toujours très frileux quant à l'utilisation de cette solution de refroidissement par immersion et au dernier salon Discover de HPE à Barcelone en novembre dernier, le responsable de l'activité datacenter nous avait indiqué que ce type de solution avait été totalement écartée du catalogue en raison de la complexité de mise en oeuvre et de maintenance.