À chaque nouvelle génération de processeurs, l’efficacité énergétique progresse. Pour chaque watt d’électricité consommé par le serveur, celui-ci est capable de réaliser toujours plus d’opérations. Néanmoins, la demande en puissance de calcul est insatiable, et les processeurs sont donc conçus pour fonctionner avec une consommation plus élevée de manière à répondre aux exigences de performances.
Ces processeurs de nouvelle génération ont donc une enveloppe thermique (ou TDP, Thermal Deisgn Power) également plus importante, c’est-à-dire qu’une plus grande quantité de chaleur doit être évacuée vers l’extérieur pour que le composant puisse fonctionner correctement. Le refroidissement devient donc un défi complexe à relever, tant d’un point de vue technologique qu’énergétique.
Des écarts de températures toujours plus importants à combler
Les systèmes de refroidissements traditionnels, qui peuvent représenter jusqu’à 40 % de la consommation énergétique d’un datacenter, n’étaient pas conçus pour évacuer une telle quantité de chaleur. Et il suffit de revenir aux fondamentaux pour s’en rendre compte.
Le refroidissement vise à ramener les composants à une température acceptable. Plus il y a de chaleur à évacuer, plus la différence de température à combler est grande. Dans les centres de données, la plus importante source de chaleur est le processeur. Et la source de froid elle, est l’air ambiant autour du datacenter.
Si la différence de température entre cet air extérieur et le processeur n’est pas suffisante, il faut alors faire appel à des compresseurs frigorifiques pour refroidir l’air et créer un écart plus important. Et ces compresseurs requièrent davantage d’énergie que les pompes et ventilateurs. L’objectif est donc clair : créer un refroidissement suffisamment efficace pour se passer totalement ou presque de ces compresseurs.
Plus d’air, plus de ventilateurs, plus de compresseurs
La solution, nous la connaissons : le refroidissement par immersion. L’immersion permet de refroidir des processeurs avec des TDP bien plus élevés tout en offrant une alternative plus durable, avec une consommation d’eau et d’électricité réduite.
Avec cette technologie, les serveurs sont immergés dans un liquide non-conducteur et compatible avec les composants des serveurs. Il n’y a donc plus de ventilateur dans les machines, ce qui en soi permet déjà d’économiser de l’énergie. Il n’y a plus besoin non plus de déplacer de grandes masses d’air dans le datacenter, car les réservoirs d’immersion collectent généralement la quasi-totalité de la chaleur directement dans le liquide.
Et étant donné que la chaleur est captée par le fluide contenu dans les réservoirs d’immersion, des économies supplémentaires sont réalisées au niveau du bâtiment, grâce à l’élimination des ventilateurs fournissant de l’air à l’allée froide située devant les racks. Dans certains cas, les compresseurs peuvent être totalement retirés du système de refroidissement, ce qui accroît considérablement les économies d’énergie.
Et dans certaines configurations, le liquide de refroidissement chaud peut même être utilisé pour d’autres applications, comme le chauffage urbain ou des processus industriels, ce qui peut constituer une source de revenus pour le datacenter, mais aussi diminuer son empreinte carbone globale.
30 % d’énergie économisée grâce à l’immersion
L’un des principaux défis actuellement est que les performances thermiques des systèmes d’immersion peuvent être limitantes pour certains processeurs et serveurs.
Cependant, Intel et Dell travaillent de concert pour offrir davantage d’opportunités de déployer de la puissance de calcul en immersion. Les processeurs Intel Xeon, tels que le Xeon Platinum 8480+ ou le Xeon Platinum 8470N par exemple, permettent aux utilisateurs de profiter de la dernière architecture de calcul Intel, des accélérateurs intégrés et des fonctionnalités de sécurité.
Mais ces processeurs sont également plus efficaces que les générations précédentes, offrant en moyenne des performances par watt 2,9 fois supérieures sur différentes charges de travail. Avec plus d’accélérateurs intégrés que tout autre processeur du marché, les processeurs Intel® Xeon® Scalable de 5e génération offrent des performances et un coût total de possession inédits pour les workloads d’intelligence artificielle, de bases de données, de réseau ou encore de HPC.¹
En utilisant les accélérateurs intégrés sur des charges de travail ciblées, il est possible d’atteindre des performances par watt jusqu’à 10 fois supérieures.² Et ces processeurs ont également un TDP plus élevé, que Dell a atténué grâce aux innovations du serveur Dell PowerEdge pour le refroidissement par immersion. Grâce aux fonctionnalités de refroidissement intelligent, notamment une conception symétrique et des chemins d’écoulement rationalisés pour le liquide d’immersion, les systèmes peuvent être refroidis plus efficacement.
Grâce à une circulation plus efficace du liquide de refroidissement autour des composants les plus chauds, le refroidissement par immersion peut générer des économies d’énergie allant jusqu’à 30 % par rapport à un refroidissement périmétrique traditionnel par air, pour des serveurs et des configurations comparables, selon la modélisation interne de Dell.
Avec Intel, nous créons des innovations qui contribuent à bâtir des datacenters plus responsables. Pour en savoir plus sur nos engagements partagés, cliquez ici.
1 Tel que mesuré par les performances par watt sur une gamme de charges de travail d’IA, de bases de données, de réseau et HPC, par rapport au processeur Intel® Xeon® de 4e génération. Voir les revendications A2, A19-A25, D1, D2, D5, H1, N16 sur intel.com/processor : processeurs Intel Xeon Scalable de 5e génération. Les résultats peuvent varier.
2 Basé sur des gains de performances par watt de 1,46x à 10,6x avec des accélérateurs intégrés sur une gamme de charges de travail d’IA, de bases de données et de réseau. Voir A19-A25, D1, D2, D5, N16 sur intel.com
