La refrigeración bifásica podría reducir los costes de los centros de datos de IA

La refrigeración líquida ya es esencial para aceleradores de IA de varios kilovatios y racks de servidores cada vez más densos, pero Accelsius sostiene que la industria sigue usando los fluidos equivocados. En una investigación encargada por la startup, la compañía afirma que pasar de refrigerantes monofásicos a fluidos bifásicos permitiría que los centros de datos operaran el agua de la instalación hasta 14 °C más caliente, reduciendo los costes operativos en millones.

Según Rich Bonner, CTO de Accelsius, su enfoque puede soportar temperaturas del agua de la instalación de hasta 54 °C, o hasta 59 °C si un operador está dispuesto a duplicar la tasa de caudal de la instalación. La compañía afirma que cada aumento de 1 °C en la temperatura del agua de la instalación se traduce en aproximadamente un 4 por ciento de ahorro energético anual.

No se puede hacer mucho con calor residual de 30 °C, pero cuando llegas a 50–60 °C ya estás hablando de niveles de calor comparables a la temperatura del agua de una ducha.

La refrigeración bifásica no es nueva. Microsoft experimentaba ya en 2021 con el baño de chasis completos de servidores en fluorocetonas y hidrofluoroéteres en ebullición, mientras que ZutaCore ha estado utilizando fluidos bifásicos en sus propios sistemas de refrigeración directa al chip.

La configuración de Accelsius se parece más a un diseño estándar de refrigeración líquida. Los fluidos se bombean a través de colectores de rack hacia placas frías con aletas acopladas a los servidores, y luego devuelven calor a una unidad de distribución de refrigerante (CDU), donde se intercambia con el agua de la instalación antes de expulsarlo a la atmósfera. La diferencia, dice la compañía, es que su refrigerante bifásico elimina el calor de forma mucho más eficiente.

En un documento técnico compartido con The Register, Accelsius dijo que modificó un Dell PowerEdge XE9680L equipado con ocho aceleradores Nvidia B200 para usar su refrigerante NeuCool y placas frías. El resultado: las temperaturas bajaron hasta 19 °C en la placa fría y entre 9 y 14 °C a nivel de sistema.

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Bonner dijo que los operadores podrían usar ese margen térmico de diferentes maneras: elevar las temperaturas del agua de la instalación y potencialmente evitar poner en marcha enfriadores, usar el ahorro energético para añadir más capacidad de cómputo o exigir más a los chips para obtener mayor rendimiento. Temperaturas del agua de la instalación más altas también reducen la cantidad de calor que hay que rechazar a la atmósfera, haciendo que los enfriadores secos sean más prácticos y reduciendo la dependencia de enfriadores evaporativos que consumen agua.

Barreras para la adopción

El problema es la compatibilidad del hardware. El sistema de prueba con B200 de Accelsius usó placas frías y una CDU personalizadas diseñadas específicamente para fluidos bifásicos. Eso es manejable en un sistema relativamente simple, pero mucho más difícil en plataformas como la NVL72 de Nvidia, que combina 72 GPU, 36 CPU, 18 ASICs de conmutación y decenas de NICs bajo refrigeración líquida.

Bonner dijo que placas frías universales podrían, con el tiempo, permitir a los fabricantes OEM construir plataformas que admitan tanto refrigerantes monofásicos como bifásicos. Pero incluso si los servidores se vuelven más flexibles, los sistemas bifásicos seguirán necesitando CDUs especializadas dimensionadas para los racks de IA modernos.

Eso importa porque la potencia por rack está subiendo rápidamente. Los sistemas de Nvidia alcanzarán 250 kW por rack este año y se espera que lleguen a 600 kW a partir de 2027. Al momento de escribir, la mayor CDU en fila de Accelsius solo soporta un rack de 250 kW. Bonner dijo que la compañía está desarrollando una unidad de más de 350 kW y que tiene un sistema de 2.4 megavatios en el laboratorio que espera esté disponible a principios del próximo año.

También está la cuestión del refrigerante. Los primeros sistemas bifásicos dependían a menudo de fluidos como 3M Novec, basados en sustancias PFAS. A finales de 2022, 3M dijo que dejaría de producir esos compuestos, lo que obligó a los proveedores a buscar alternativas. Bonner afirmó que la mezcla refrigerante NeuCool de Accelsius cumple los requisitos de seguridad ASHRAE A1, lo que significa que no es inflamable ni tóxica.

La última barrera puede ser el respaldo de los proveedores. Adaptar servidores para refrigeración líquida normalmente no es lo más difícil; conseguir que Dell, HPE, Lenovo, Supermicro u otros OEMs respalden esos sistemas sí lo es. Sin esa aprobación, los clientes se arriesgan a disputas de garantía y costosos tiempos de inactividad. Bonner dijo a The Register que el objetivo de Accelsius está claro: un sistema bifásico que los clientes puedan comprar directamente a Dell o Supermicro.