Los centros de datos son entornos complejos que demandan energía. La cantidad de centros de datos y su consumo de energía en todo el mundo está creciendo a un ritmo acelerado. Varias tendencias están dando forma al futuro uso de electricidad de la red de datos. El tráfico global de Internet, por ejemplo, se duplicó con creces entre 2017 y 2020 y posiblemente se duplique nuevamente para 2023 si continúan las tendencias actuales. Para 2025, se prevé que los centros de datos consuman más del dos por ciento del suministro mundial de electricidad. Como tal, existe una necesidad urgente de diseñar centros de datos de una manera que los haga lo más eficientes posible desde el punto de vista energético, especialmente porque muchos operadores de centros de datos se han comprometido a convertirse en carbono neto cero para 2030.
Una parte importante del consumo total de energía en los centros de datos proviene de la refrigeración de servidores y equipos relacionados. Para garantizar que el enfriamiento pueda tener lugar de una manera más sostenible y eficiente desde el punto de vista energético y ayudar a reducir el consumo total de energía de los centros de datos, la naturaleza compleja y crítica de los centros de datos requiere una investigación en profundidad. Una herramienta particularmente beneficiosa para lograr esto en aplicaciones de centros de datos es la dinámica de fluidos computacional (CFD). CFD es el estudio del comportamiento de fluidos con la ayuda de computadoras mediante la resolución de algoritmos numéricos complejos para predecir el flujo de fluidos y la transferencia de calor.
La función clave del análisis CFD es ofrecer una solución de diseño eficiente en la que un centro de datos pueda operar de manera normal y productiva con una Eficacia de uso de energía (PUE) baja.
Beneficios de CFD
Mediante el uso de CFD, los ingenieros pueden analizar la gestión del flujo de aire del centro de datos y el diseño del centro de datos con mucho más detalle y también en una etapa temprana del proceso de diseño. Si el flujo de aire y la ubicación y selección del equipo no se gestionan adecuadamente, esto tiene el potencial de resultar en una reducción de la eficiencia del equipo, no se logran las capacidades de diseño y posible tiempo de inactividad y, eventualmente, equipos de TI dañados e inadecuados. Sin embargo, mediante el uso de CFD en el diseño del centro de datos y particularmente en las primeras etapas del proceso de diseño, los operadores del centro de datos pueden ahorrar tiempo y dinero. Esto se debe a que, a través de CFD, podemos predecir el resultado futuro de las decisiones de diseño. Por ejemplo, CFD proporciona información de diseño detallada que puede indicarle, antes de que se construya el centro de datos y se coloque el equipo de TI, cómo se desempeñarán los aspectos clave del centro de datos y el equipo crítico. Esto puede permitirle identificar posibles desafíos de diseño que superar, reducir las mitigaciones de diseño, optimizar el rendimiento del centro de datos y, en última instancia, ayudar a mejorar el PUE. En B&W, contamos con expertos en CFD experimentados y capacitados que tienen un gran conocimiento sobre la industria de los centros de datos que, a su vez, nos ha permitido ofrecer proyectos de consultoría de centros de datos de muy bajo PUE a nivel mundial.
El camino hacia el carbono cero neto
Los proveedores de CFD entienden la urgencia de lograr cero emisiones netas de carbono y, este año, han agregado características adicionales a los paquetes de CFD que hacen posibles los objetivos de emisiones netas de carbono cero. Por ejemplo, las simulaciones de la vista interna y externa de un centro de datos mediante el uso de software CFD se han vuelto bastante comunes en la industria de los centros de datos, con rápidos desarrollos en modelos numéricos y poder computacional en la última década.
Anteriormente, los paquetes de CFD solo permitían un solucionador basado en la gestión del flujo de aire. Este año, sin embargo, se han realizado actualizaciones increíblemente significativas en los proveedores de paquetes de CFD, como Future Facilities, ahora Cadence. El 6SigmaDCX establece un nuevo hito en los centros de datos de eficiencia energética al ofrecer una amplia gama de funciones para mejorar el diseño y las operaciones del centro de datos. Las empresas de ingeniería se están adaptando a estas actualizaciones para ofrecer desarrollos de visualización mejorados que permiten a los usuarios resaltar resultados gráficos realistas en informes, creación de animaciones y análisis de flujo térmico más rápido y detallado de las rutas de flujo de líquido y aire. Otras actualizaciones en áreas como modelos de eficiencia energética y sistemas operativos de centros de datos integrados también han llevado la importancia de CFD a otro nivel. La eficiencia energética ahora debería ser el factor clave en cualquier diseño de centro de datos y el código integrado para el cálculo de PUE a través de simulaciones CFD internas y externas es vital para lograr el PUE más bajo posible. Además, la integración del modelo CFD en el rendimiento en tiempo real deLa gestión de la infraestructura del centro de datos (DCIM) es crucial para modificar la ubicación de las cargas principales en los centros de datos con el fin de lograr una alta eficiencia energética dentro de ellos.
Mirando hacia el futuro
A medida que aumenten las velocidades informáticas y disminuyan los costos de hardware, CFD se integrará más en el diseño del centro de datos y en los sistemas de monitoreo de la vida real. Se utilizará en análisis en tiempo real para simular modelos dinámicos de centros de datos basados en la entrada de datos realistas de los centros de datos. Como la mayor parte del consumo de energía en un centro de datos típico resulta del equipo de refrigeración, significa que CFD juega un papel vital en el análisis de la gestión del flujo de aire dentro del centro de datos y en la reducción del consumo de energía en refrigeración. Para que los centros de datos realmente logren convertirse en carbono neto cero y se conviertan en parte de la revolución verde, su diseño, dirigido por las capacidades de CFD, debe estar en el centro de cualquier estrategia de eficiencia energética.