Victor Bianchin
RedatorVictor Bianchin é jornalista.
Durante anos, associamos data centers eficientes a salas frias, corredores com ar gelado e máquinas fazendo muito barulho para manter os servidores sob controle. A expansão da inteligência artificial está obrigando essa imagem a ser revista. A próxima geração de infraestrutura não precisa apenas abrigar chips mais potentes, mas também mantê-los funcionando sem que o consumo de energia cresça no mesmo ritmo. Nesse cenário, a Nvidia aposta em uma solução contraintuitiva: usar um líquido de refrigeração a 45 °C, uma temperatura mais alta do que a da água de muitas banheiras de hidromassagem.
O motivo dessa mudança está na escala que a inteligência artificial vem alcançando. Os data centers precisam executar um número cada vez maior de operações e concentrar mais capacidade de processamento em menos espaço, o que aumenta tanto a demanda por eletricidade quanto a quantidade de calor que seus sistemas precisam dissipar. A empresa liderada por Jensen Huang explica que eficiência energética não significa apenas consumir menos energia, mas realizar mais trabalho computacional por quilowatt-hora utilizado. Essa métrica se tornou um dos principais desafios da infraestrutura digital.
A resposta técnica chega com o Rubin, a geração de infraestrutura para IA que, segundo a Nvidia, é a primeira a alcançar refrigeração 100% líquida. Isso significa que não apenas os aceleradores ou as CPUs são resfriados com líquido, mas todos os chips e componentes de rede do sistema, dentro de um circuito fechado. Nessa arquitetura, os ventiladores desaparecem e o ar deixa de ser o elemento responsável por manter a máquina em temperatura estável. O calor é capturado muito mais perto de onde é gerado: na própria superfície dos componentes. O líquido de refrigeração que circula pelo circuito é uma mistura composta por 75% de água e 25% de propilenoglicol.
Como resfriar os chips com líquido a 45 °C
É aqui que surge o aspecto mais curioso dessa proposta: um líquido mais quente pode ajudar a reduzir o consumo de energia. Os chips de IA funcionam a temperaturas entre 80 e 100 °C, de modo que um líquido a 45 °C, ainda que “quente” para a sensibilidade humana, já é consideravelmente mais frio que o sistema.
Diferentemente dos servidores tradicionais, que utilizam ar frio circulando para refrigerar as placas, o sistema com água utiliza as chamadas placas frias (“cold plates”) encostadas diretamente nos componentes importantes (CPU, GPU, etc.). Dentro dessa placa existem microcanais, alguns com apenas alguns milímetros ou até frações de milímetro de largura, por onde o líquido passa continuamente, recebendo o calor do sistema. Esse líquido depois é encaminhado para fora do rack, onde é resfriado por meio de um transferidor de calor — em seguida, retorna ao sistema.
A grande vantagem: se o circuito opera a 45 °C, o sistema não precisa resfriar tanto o líquido antes de enviá-lo de volta ao servidor. Isso economiza muita energia elétrica.
É assim que o líquido de refrigeração circula: da unidade de distribuição até os servidores
As tubulações suspensas levam o líquido de refrigeração até os servidores
A Nvidia explica que essa tecnologia permite transferir o calor para circuitos externos e dissipá-lo com refrigeradores secos, comparados a grandes radiadores, reduzindo a dependência da refrigeração mecânica. Em uma instalação de grande porte, essa diferença pode se traduzir em menos eletricidade dedicada exclusivamente à remoção do calor do edifício.
A eficiência não é medida apenas pelo consumo de eletricidade. Uma das principais promessas do circuito fechado é reduzir a quantidade de água utilizada para manter a instalação em funcionamento, já que o líquido não é excluído a cada ciclo e retorna ao sistema. Segundo a Nvidia, projetos baseados em refrigeradores secos podem reduzir esse consumo praticamente a zero em locais adequados, em comparação com sistemas tradicionais com torres de resfriamento, que podem exigir cerca de 9,8 milhões de litros de água por megawatt por ano. Soma-se a isso outro efeito menos visível: sem ventiladores nem corredores de ar frio, o data center passa a ser uma máquina fisicamente diferente.
Para que esse modelo funcione, não basta mudar o sistema de refrigeração do edifício: também é preciso redesenhar o servidor internamente. A empresa explica que os servidores anteriores com refrigeração líquida eram híbridos, com GPUs e CPUs resfriadas por placas frias, mas ainda dependiam do ar para resfriar outros componentes.
No Rubin, a equipe de engenharia térmica reformulou o percurso do líquido para levá-lo a mais elementos da placa, adotando uma arquitetura mais simples, com uma única entrada e uma única saída. O resultado visível são painéis frontais limpos e vedados, onde os servidores refrigerados a ar normalmente têm grades de ventilação, além de racks capazes de concentrar mais capacidade de processamento em menos espaço.
Um circuito capaz de operar a 45 °C amplia a capacidade de dissipar calor para o ambiente externo, mas não torna todos os data centers iguais. A Nvidia reconhece que o clima faz diferença: projetar uma instalação em uma região fria não é o mesmo que construí-la em Phoenix, no Arizona, onde as temperaturas externas podem exigir o acionamento de sistemas mecânicos de refrigeração. Portanto, a proposta não é eliminar completamente esses equipamentos, mas reduzir significativamente o tempo durante o qual eles precisam ser utilizados.
Se a IA vai exigir cada vez mais capacidade de processamento, a indústria precisa encontrar maneiras de resfriar suas máquinas sem transformar a refrigeração em um problema ainda maior. A Nvidia propõe capturar o calor no ponto onde ele é gerado, transportá-lo por um circuito de refrigeração líquida e elevar a temperatura de operação para reduzir o esforço do sistema. Nessa abordagem, a solução não é buscar temperaturas cada vez mais baixas, mas deixar de tratar o calor como um inimigo a ser combatido da mesma forma que antes.
Imagens | Nvidia
Este texto foi traduzido/adaptado do site Xataka Espanha.
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