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Les Data Centers consomment près de 3 % de l'électricité dans le monde. Ce chiffre ne surprend pas vu la quantité de puissance de calcul que ceux-ci réalisent. De plus, même le système de refroidissement qui permet l'obtention d'un environnement stable est énergivore. Pour pallier ce problème tout en restant performantes, les entreprises n'hésitent pas à expérimenter des techniques innovantes.
Les entreprises se doivent de comprendre le mécanisme de refroidissement et d'alimentation d'un data center. Cela facilite effectivement l'anticipation des besoins ultérieurs en infrastructure informatique mais aussi l'estimation des coûts. Pareillement, une évaluation des besoins énergétiques doit précéder le transfert des actifs dans un data center.
La technique de refroidissement classique d'un data center
Traditionnellement, le refroidissement d'un data center est assuré par un système utilisant des planchers surélevés et des unités CRAC-CRAH. CRAC, ici, fait allusion à une infrastructure de climatisation de salle informatique. Le CRAH, quant à lui, se réfère à une centrale d'eau glacée qui alimente le serpentin de refroidissement en eau froide. Ces éléments feraient pression sur l'espace sous le plancher, poussant l'air frais vers les entrées de serveurs. Après que cet air froid traverse les composantes du serveur, il est expulsé sous forme d'air chaud. Celui-ci est ensuite différé au CRAC-CRAH pour être refroidi.
Quoique cette infrastructure de refroidissement convient aux déploiements mineurs à faible consommation énergétique, elle est inefficace pour les planchers de données de plus grande densité. C'est la raison pour laquelle ces derniers ont adopté une stratégie différente qui consiste à séparer les allées froides des allées chaudes. Etant donné que les deux airs ne se mélangent pas, la température obtenue est plus stable. D'autres data centers font même appel à une gamme supérieure de technologies pour recréer l'environnement idéal.
Focus sur la température idéale pour un Data Center
Une étude de l'ASHRAE énonce qu'idéalement, la température d'entrée du serveur doit se situer entre 18 et 27 ° C. Celle-ci devra ensuite être accompagnée d'une humidité relative de 20 à 80 %. De son côté, l'Uptime Institute, lui recommande une ambiance d'au moins 25 ° C.
Soulignons toutefois que ces conditions concernent les entrées de serveur. Il est alors normal que l'air ambiant soit plus chaud. Cela explique la fraîcheur qui règne dans de nombreuses salles de serveurs qui se chiffre, en général, dans les 19 – 21 ° C. A l'inverse, dans les data centers des grandes sociétés comme Google, l'on privilégie plutôt une température élevée d'environ 27 ° C. Cette configuration permet effectivement de faire face aux pannes éventuelles ainsi qu'aux défaillances techniques.
Quelles sont les différentes technologies de refroidissement d'un data center ?
De nombreux facteurs font qu'une entreprise privilégie tel type de refroidissement à un autre. Parmi ceux-ci, les coûts ont une importance capitale. Opter pour un système de refroidissement de data center issu d'une technologie de pointe constitue, en effet, un gros investissement. Découvrons ci-après les différentes technologies de refroidissement utilisées dans le cadre de Data Center.
Le CRAH ou Traitement d'air de la salle informatique
Cette méthode est particulièrement intéressante, notamment dans les endroits où il fait naturellement froid. En adhérant à ce système, l'entreprise de data center doit néanmoins prévoir une usine d'eau glacée à l'intérieur de l'infrastructure. L'eau glacée va passer par un serpentin de refroidissement. Cet équipement exploite ensuite les ventilateurs afin d'aspirer l'air de l'extérieur.
Le CRAC ou Climatiseur de salle informatique
Le CRAC est un des systèmes les moins coûteux. C'est pourquoi on les retrouve dans de nombreux datacenters. En théorie, il possède des caractéristiques équivalentes aux climatiseurs classiques. Il est alors desservi par un compresseur qui, à son tour, ingurgite l'air au travail d'une structure refroidissante chargée de réfrigérant. Celui-ci consomme beaucoup d'énergie.
Le système d'eau glacée
Exploité chez les datacenters de taille moyenne, ce système emploie de l'eau réfrigérée. Ce liquide, alloué par une infrastructure de refroidissement de data center est ensuite utilisé afin de glacer l'air transporté par les unités CRAH ou CRAC.
Le confinement des allées chaudes et froides
Cette altercation d'allées chaudes et froides est une technologie courante dans les data centers. Alors que les premières sont constituées d'entrées d'air frais à l'avant des racks, les deuxièmes sont des zones de sorties d'air chaud se situant en arrière. Cet air chaud sera ingéré dans des prises d'air de clim pour pouvoir être refroidi et réutilisé.
Le refroidissement vectoriel calibré ou CVC
Cette solution se destine aux serveurs dits à haute densité. Elle améliore ainsi l'entrée et la sortie de l'air au niveau de l'installation. Résultat, il devient plus facile pour le système de refroidissement de gérer la chaleur. Cette technologie minimise, par ailleurs, l'utilisation de ventilateurs. Elle permet aussi d'optimiser le ratio de cartes de circuits imprimés par châssis de serveur.
Le système d'immersion
Il s'agit d'une technique ultra innovante qui consiste à immerger l'équipement dans un fluide diélectrique ignifuge et non conducteur.
La charge de refroidissement critique
Exprimée en watts, la charge de refroidissement critique met en évidence la faculté de refroidissement intégrale qui peut être exploitée sur le sol du data centers. L'objectif reste, bien sûr, le refroidissement des serveurs.
Le refroidissement gratuit de data center
Le refroidissement gratuit englobe toute méthode qui exploite l'air frais extérieur pour le refroidissement des serveurs. Il diffère ainsi des systèmes qui procèdent en utilisant le même air de façon cyclique au sein du data center. Ce procédé est également connu peu énergivore.
Le refroidissement liquide
C'est une technologie qui fait référence à toutes les méthodes d'évacuation de l'air chaud utilisant un liquide. En ce sens, plusieurs sociétés de data centers optent pour un contact direct entre le liquide et les processeurs pour un résultat plus probant.
Le plancher surélevé
Le plancher surélevé consiste à hisser le sol du data center sur une dalle de béton. L'espace libéré servira alors à placer les tuyaux de refroidissement, que ce soit pour accroître le flux de l'air ou pour un refroidissement par eau.
Le refroidissement direct sur puce
C'est une sorte de système de refroidissement liquide. Des tuyaux serviront à diriger le liquide de refroidissement sur une plaque froide qui, elle, est affiliée aux processeurs d'une carte mère. Son action consiste alors à répandre la chaleur initialement condensée. Cette dernière sera ensuite expulsée puis traitée dans une usine de refroidissement.
Le système de refroidissement par évaporation
Ce système de refroidissement n'utilise ni CRAC ni CRAH. Cependant, la chaleur obtenue résulte d'une évaporation de l'eau sous l'action de l'air chaud. L'eau est ainsi captée via un matériel de brumisation ou bien d'un équipement détrempé comme un tapis par exemple. Bien que le tout soit économe en énergie, il requiert une quantité importante d'eau.
Le refroidissement en Data Center : un marché en pleine croissance
Selon de nombreuses analyses du marché, le refroidissement des centres de traitement de données présente un réel intérêt. A ce titre, le site ReasearchandMarkets.com entrevoit un TCAC (taux de croissance annuel combiné) égal à 3 %, et ce, de 2020 à 2025.
Si l'on prenait, à part, les nouvelles technologies de refroidissement d'air, les études montrent une valeur de marché supérieure pouvant aller jusqu'à 20 milliards de dollars en 2024. Le TCAC, lui, est estimé à 12 %.
Cet aspect haussier du marché est dû, en grande partie, à la mise en place de data centers dans les pays en développement comme Singapour. Le déploiement de structures informatiques dans ces régions encourage effectivement les scientifiques à explorer de nouveaux horizons et concevoir des installations plus efficaces.
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