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Consumo de energía en centros de datos: refrigeración por aire versus refrigeración líquida

Aumento de la demanda de energía en los centros de datos

La creciente demanda de servicios digitales, como la computación en la nube, la inteligencia artificial y otras tecnologías intensivas en datos, está aumentando el consumo de energía de los centros de datos mundiales. Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), los centros de datos consumieron un estimado de 200 TWh de electricidad en 2022 y se espera que crezcan a 400 TWh para 2030. A medida que la industria de los centros de datos continúa evolucionando y abordando los crecientes desafíos del consumo de energía, los inversores tienen oportunidades para apoyar y capitalizar los avances en tecnologías de eficiencia energética que innovan y mejoran la sostenibilidad.
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Refrigeración y consumo de energía en centros de datos

McKinsey and Company estima que el enfriamiento representa casi el 40% de la energía total consumida por los centros de datos, enfatizando la importancia de implementar prácticas de enfriamiento eficientes para reducir el consumo de energía y mejorar la eficiencia energética general.

El 40% del consumo de energía del centro de datos es para refrigeración

Los centros de datos utilizan una métrica común conocida como Eficacia del uso de energía (PUE) para medir la eficiencia energética, una relación que compara la energía total consumida por un centro de datos con la energía consumida solo por el equipo de TI.

PUE = Energía consumida por toda la instalación / Energía consumida por el equipo informático

Un PUE de 1.0 significa que el centro de datos es perfectamente eficiente, mientras que un PUE de 2.0 significa que la infraestructura de la instalación consume el doble de energía que el equipo de TI. Los operadores de centros de datos miden el PUE para cumplir con las iniciativas de eficiencia e identificar áreas de mejora. El promedio anual de efectividad del uso de energía (PUE) reportado en 2022 fue de 1.55, lo que representa una ligera mejora con respecto al promedio de 1.57 de 2021, pero consistente con la tendencia de ganancias marginales de PUE que Uptime Institute observó anualmente desde 2014.

Los centros de datos tienen como objetivo reducir las PUE a 1, maximizando el rendimiento informático de la energía gastada, pero actualmente tienen un promedio de 1,55
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Sin embargo, las instalaciones de hiperescala grandes más eficientes alcanzaron un valor de PUE de 1.2 en comparación con otras instalaciones que tienen valores de PUE superiores a 1.6, lo que significa que por cada kW de potencia utilizada para la tarea de TI, se consumen otros 600 W para alimentar la refrigeración y otros equipos de infraestructura.

PUE-por-Centro-de-Datos-Tipo-Espacial

PUE por tipo de espacio del centro de datos

Por cada kW utilizado en un centro de datos, se necesitan 200-600W para enfriar el equipo de TI

Mejore la eficiencia energética con tecnologías de refrigeración innovadoras

Las prácticas de enfriamiento eficientes juegan un papel crucial para lograr un PUE más bajo. Al implementar tecnologías de enfriamiento innovadoras, como enfriamiento líquido, contención de pasillos fríos y calientes o administración optimizada del flujo de aire, los centros de datos reducen la energía consumida por la infraestructura de enfriamiento, lo que lleva a una mayor eficiencia energética. La adopción de la refrigeración líquida en los centros de datos está ganando impulso debido a su capacidad para ofrecer una refrigeración más eficiente y efectiva que la refrigeración por aire, especialmente los bastidores de TI de alta densidad.

La refrigeración líquida energéticamente eficiente reduce el PUE en comparación con la refrigeración por aire

El análisis PUE de un centro de datos refrigerado híbrido aire-líquido de alta densidad publicado por la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME) estudió la transición gradual de 100% de enfriamiento por aire a 25% de aire -75% de enfriamiento líquido. El estudio observó una disminución en el valor de PUE con el aumento en el porcentaje de enfriamiento líquido. En el caso de refrigeración líquida al 75%, se obtuvo un consumo 27% menor en energía de la instalación y un 15,5% menos de uso en todo el sitio del centro de datos.

Incluso una transición parcial del 75% de aire a refrigeración líquida reduce el uso de energía de la instalación en un 27%

La métrica PUE no considera la eficiencia de los equipos de TI o de red y proporciona un punto de referencia para evaluar las ganancias de eficiencia a lo largo del tiempo dentro de una instalación de centro de datos, sin comparar una instalación con otra. En cualquier caso, sigue siendo el estándar de facto para medir y comparar la eficiencia energética del centro de datos. A pesar de sus deficiencias, PUE proporciona una línea de base útil para evaluar y mejorar la eficiencia de la infraestructura de una instalación.

La refrigeración líquida es tan efectiva para mejorar el rendimiento de los equipos de TI y reducir la energía requerida para enfriar, que deja obsoleta la métrica PUE de la industria.

La industria de los centros de datos continúa trabajando en nuevas métricas para medir con mayor precisión su eficiencia energética. TUE es una de esas métricas que considera la eficiencia del equipo de TI, el sistema de enfriamiento y otros factores que afectan el consumo de energía en los centros de datos.

TUE = (Energía consumida por toda la instalación) / (Energía consumida por el Equipo de TI + Equipo de Refrigeración)

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