Podcast n.° 139: Refrigeración por inmersión al estilo Valvoline

Brian y el equipo de StorageReview viajaron a Lexington, Kentucky, para reunirse con el equipo de refrigeración por inmersión de Valvoline y analizar los aspectos prácticos, técnicos y ambientales de la refrigeración por inmersión y directa al chip. Destacaron la importancia de la compatibilidad de materiales, el desarrollo de estándares industriales y los continuos esfuerzos de I+D de Valvoline para crear fluidos más sostenibles y eficaces para la industria de los centros de datos.

Los anfitriones amablemente nos ofrecieron un recorrido por la sede de Valvoline, que incluyó información histórica única, seguida de un vistazo a los autos de carreras en exhibición. Brian, un verdadero fanático del automovilismo, estaba en el cielo.

Brian fue sacado de los autos de carrera y se sentó a conversar con el Dr. Z. George Zhang, vicepresidente de I+D de Valvoline Global, sobre las tendencias actuales y futuras en refrigeración por inmersión.

El Dr. Zhang lleva más de 26 años en Valvoline y goza de gran prestigio en la comunidad de refrigeración líquida. Recientemente se incorporó al Consejo Asesor de la North America Lubricant Expo & Bearing Show.

Es especialista certificado en lubricación (CLS) y analista de monitoreo de aceite (OMA I). El Dr. Zhang es inventor o coinventor de ocho patentes estadounidenses y autor de 8 publicaciones revisadas por pares.

Con todo el revuelo en torno a la refrigeración líquida, este podcast es imprescindible para cualquier persona interesada en la tecnología de refrigeración por inmersión. Si tienes poco tiempo, lo hemos dividido en segmentos de cinco minutos para ayudarte a comprender este importante tema.

0:00 - 5:00

• Introducciones y antecedentes: Brian presenta al Dr. George Zhang de Valvoline, destacando la larga trayectoria de Valvoline en lubricantes e innovación automotrices (como aceites de alto kilometraje y MaxLife).
• El aceite de motor como ingeniería: Hablando de cómo la gente suele pasar por alto la complejidad del aceite de motor. No se trata solo de lubricación, sino también de limpieza, sellado y transferencia de calor.
• Paralelismos de transferencia de calor: El Dr. Zhang explica cómo la experiencia en gestión del calor automotriz se traduce en la refrigeración de los centros de datos, especialmente cuando estos enfrentan cargas de calor masivas de GPU de alta potencia.
• Uso de energía del centro de datos: Dato curioso: el consumo de energía de ChatGPT en 2024 es comparable al de todo Irlanda, lo que resalta la escala de gestión del calor necesaria.

5:00 - 10:00

• Diferencias críticas para la misión: Los centros de datos funcionan las 24 horas del día, los 7 días de la semana, a diferencia de los automóviles, por lo que el tiempo de funcionamiento y la estabilidad son cruciales; sin embargo, el entorno es químicamente menos agresivo que el de los motores de los automóviles.
• Compatibilidad de materiales: El hardware de los centros de datos utiliza diversos metales, plásticos y etiquetas, distintos de los utilizados en automóviles, lo que hace que la compatibilidad con fluidos sea una preocupación clave. Las etiquetas y los plásticos pueden deteriorarse en entornos de refrigeración por inmersión.
• Limpieza y pureza: En el enfriamiento directo al chip, la pureza del fluido es fundamental porque los canales diminutos en las placas frías pueden obstruirse fácilmente, lo que afecta el rendimiento del enfriamiento.
• Segmentos de enfriamiento: La refrigeración por aire sigue siendo dominante, pero la refrigeración líquida (directa al chip e inmersión) está en auge. Valvoline opera en ambos sectores, con especial atención a su fluido PG 25 para refrigeración directa al chip.

10:00 - 15:00

• Diferenciación técnica: No todos los fluidos PG 25 son iguales. La fórmula patentada de Valvoline utiliza aditivos líquidos y de bajo contenido en sólidos para prevenir depósitos y puentes salinos.
• Monitoreo de condición: Valvoline aprovecha su experiencia automotriz para ayudar a los clientes a monitorear el estado de sus fluidos y las condiciones del sistema, apoyando las cadenas de suministro globales.
• Complejidad del ecosistema: La refrigeración líquida involucra a numerosos socios, como proveedores de servidores, fabricantes de mangueras y placas frías, proveedores de conexiones rápidas, etc. La colaboración y la comunicación son clave para evitar acusaciones mutuas cuando surgen problemas.
• Calidad del agua y sensores: Los centros de datos a menudo carecen de experiencia en calidad del agua, por lo que Valvoline está colaborando con los fabricantes de sensores para permitir el monitoreo en tiempo real de las propiedades del fluido, como la turbidez y la conductividad.

15:00 - 20:00

• Integración de sensores: El futuro será Incluir más sensores en los circuitos de enfriamiento para la detección temprana de problemas, potencialmente incluso a nivel del conector o de la placa fría.
• Adopción del mercado: La mayoría de los centros de datos de EE. UU. están adoptando el sistema de refrigeración por placa fría o directa al chip porque se puede modernizar, mientras que el sistema de refrigeración por inmersión requiere una nueva infraestructura.
• Ventajas del enfriamiento por inmersión: La inmersión puede enfriar el 100% de los componentes y es mucho más eficiente en la transferencia de calor que el aire, pero requiere un movimiento cuidadoso del fluido para evitar puntos calientes.
• Conductividad térmica: Los fluidos de inmersión (hidrocarburos) se eligen por su Baja conductividad eléctrica (propiedades dieléctricas), lo que permite la inmersión segura de los componentes electrónicos.

20: 00 25-: 00

• Enfriamiento por inmersión en la práctica: Se analizan diferentes configuraciones de enfriamiento por inmersión, como la inmersión en tanque (servidores sumergidos verticalmente) y su impacto en la eficiencia energética (PUE tan baja como 1.03-1.04, significativamente mejor que el enfriamiento por aire).
• Confiabilidad del componente: La refrigeración por inmersión puede reducir significativamente las tasas de fallos en componentes como RAM, almacenamiento, CPU y GPU. Sin embargo, presenta nuevos desafíos operativos., como manipular servidores con grúas y lidiar con goteos de aceite.
• Química de fluidos: Valvoline utiliza fluidos de hidrocarburos puros para la inmersión: sin flúor ni cloro, solo carbono e hidrógeno. Esto garantiza una inercia química similar a la del aire y evita la reactividad con los componentes del servidor.
• Compatibilidad de materiales: Las primeras lecciones incluyeron problemas con cables, etiquetas y plásticos no diseñados para usarse con El petróleo, como la pérdida de color, el desprendimiento de etiquetas y la fragilidad de los plásticos, son algunos de los problemas que se presentan. Las pruebas de compatibilidad son ahora un enfoque importante.

25: 00 30-: 00

• Estándares de la industria y colaboración: Valvoline colabora con OCP (Open Compute Project) y ASHRAE para desarrollar y cumplir con las listas de compatibilidad de materiales para fluidos de inmersión y de aplicación directa al chip. Estas listas ayudan a los clientes a elegir los materiales adecuados para la refrigeración líquida.
• Redes e integridad de la señal: CExiste preocupación por las redes de alta velocidad y la transmisión de luz a través del aceite; sin embargo, la mayoría de los fabricantes de hardware ahora reubican los interruptores fuera del fluido. Valvoline no ha detectado problemas importantes de señal, pero puede ajustar las propiedades dieléctricas del fluido si es necesario.
• Percepción de la industria: A menudo se considera a Valvoline como "los chicos del automóvil" en los eventos de TI, pero enfatizan su experiencia en transferencia de calor y química, lo cual es directamente relevante para la refrigeración del centro de datos.
• Grupos de trabajo del OCP: OCP tiene grupos separados para inmersión y enfriamiento directo al chip, lo que demuestra la creciente seriedad de la industria respecto del enfriamiento líquido.

30: 00 35-: 00

• Diseños de inmersión alternativos: Se habla de la "inmersión de precisión", como el enfoque de Isotope, donde el fluido se rocía directamente sobre los componentes calientes en un bastidor, lo que utiliza menos fluido y facilita las modificaciones. Estos diseños pueden ser más eficientes energéticamente y adaptarse a bastidores estándar.
• Cobertura de componentes: La inmersión de precisión garantiza que todos los componentes, iIncluidos aquellos que no generan calor significativo, como condensadores y transistores, se enfrían de manera efectiva, lo que mejora potencialmente la confiabilidad general.
• Enfriamiento multifásico: La refrigeración multifásica (bifásica) aprovecha el calor de vaporización para mejorar la eficiencia; sin embargo, los fluidos utilizados suelen ser PFAS (químicos permanentes), que resultan problemáticos para el medio ambiente. Valvoline los evita por motivos de sostenibilidad.
• Complejidad del sistema: Los sistemas multifásicos requieren entornos sellados para evitar el escape de gases, lo que añade complejidad y riesgo.

35:00–37:00 (Fin)

• Investigación y desarrollo de fluidos y direcciones futuras: Para los fluidos de inmersión, Valvoline está investigando formas de reducir Debido huella de carbono, incluidos los hidrocarburos bioderivados, aunque estos presentan desafíos debido a la presencia de dobles enlaces y mayores costos.
• PG 25 (Directo al chip) Sostenibilidad: PG 25 actualmente se deriva de El petróleo, pero existen opciones de origen vegetal, aunque más caras. Valvoline está explorando maneras de hacerlas más rentables y sostenibles.
• La química importa: El conocimiento de la química es cada vez más esencial para los profesionales de TI que trabajan con sistemas de refrigeración avanzados. sistemas, compatibilidad, propiedades de los fluidos y el impacto ambiental, todos ellos dependen de una sólida comprensión de la química.
• Pruebas de laboratorio: Valvoline realiza exhaustivas pruebas internas para comprobar la compatibilidad, el rendimiento y la eficiencia del sistema, tanto para sistemas de refrigeración de inmersión como de circuito cerrado.