De wereld van datacenters verandert razendsnel. Met de opkomst van AI en high-performance computing (HPC) worden servers steeds krachtiger. Maar het energiegebruik van deze apparatuur neemt de laatste jaren ook snel toe, net als de koelbehoefte.
Waar luchtkoeling jarenlang voldeed, bereiken we nu de grenzen van wat deze methode aankan. De nieuwste CPU’s en GPU’s verbruiken al meer dan 400 W per chip, en binnen enkele jaren zal dit verbruik nog verdubbelen of zelfs verdrievoudigen. Dit leidt tot enorme hitteconcentraties, die met conventionele luchtkoeling simpelweg niet meer efficiënt kunnen worden afgevoerd. De oplossing? Vloeistofkoeling.
Waarom vloeistofkoeling?
Lucht is een slechte warmtegeleider in vergelijking met vloeistoffen. Water en andere koelvloeistoffen kunnen tot 1000 keer efficiënter warmte afvoeren dan lucht. Dit betekent dat datacenters met vloeistofkoeling hogere vermogensdichtheden aankunnen zonder risico op oververhitting of prestatieverlies. Terwijl luchtgekoelde racks moeite hebben met 70 kW, ondersteunen vloeistofgekoelde racks moeiteloos 120 kW of meer.
Vloeistofkoeling kent twee hoofdmethoden, elk met specifieke voordelen. Aan de ene kant onderscheiden we direct-to-chip koeling. Koelvloeistof wordt in dat geval via een koudwaterplaat direct naar de heetste componenten geleid, zoals CPU’s en GPU’s. Dit systeem voert 70 tot 90% van de gegenereerde warmte af en kan relatief eenvoudig in bestaande datacenters worden geïntegreerd.
Daarnaast is ook immersiekoeling beschikbaar. Servers worden daarbij volledig ondergedompeld in een diëlektrische (slecht geleidende) koelvloeistof, wat maximale warmteafvoer mogelijk maakt. Deze oplossing elimineert de noodzaak van ventilatoren, wat resulteert in een stiller en energiezuiniger systeem.
Duurzaam én energie-efficiënt
Duurzaamheid is een hot topic in de datacenterwereld. Sinds 2023 verplicht de Europese Commissie datacenters met een energiebehoefte van 500 kW of meer om hun energiegebruik te monitoren. Vloeistofkoeling helpt bij het reduceren van het energiegebruik, omdat het koelsysteem tot 40% minder energie nodig heeft dan traditionele luchtkoeling. Bovendien kan de afgevoerde warmte worden hergebruikt voor stadsverwarming, of voor industriële toepassingen. Deze koelvorm kan zo een mooie stap zijn bij het opbouwen van een circulaire economie.
Een veelgehoorde zorg bij de implementatie van vloeistofkoeling betreft het kostenplaatje. De initiële investering in vloeistofkoeling kan 30 tot 50% hoger liggen dan die van luchtkoeling. Toch loont deze overstap op de lange termijn. Door lagere energiekosten en efficiënter werkende hardware kan de investering zich binnen enkele jaren terugverdienen. Sommige datacenters behalen dankzij vloeistofkoeling zelfs PUE-waarden van 1,1. Dit duidt op een uitzonderlijk energie-efficiënte werking.
De toekomst is vloeibaar
De markt voor vloeistofkoeling groeit explosief. Onderzoek van MarketsandMarkets voorspelt een stijging van 4,9 miljard dollar in 2024 naar 21,3 miljard dollar in 2030. Dit komt neer op een indrukwekkend groeipercentage van 27,6% per jaar. Daarmee wordt duidelijk dat vloeistofkoeling geen hype is, maar een fundamentele ontwikkeling in de sector.
Datacenters die willen inspelen op de toekomst moeten nu handelen. Hoewel de overstap naar vloeistofkoeling vraagt om zorgvuldige planning en investeringen noodzakelijk maakt, zijn de voordelen duidelijk: hogere prestaties, lagere energiekosten en een kleinere ecologische voetafdruk. Vloeistofkoeling is niet langer een optie – het is dé oplossing voor de datacenters van morgen.
Hans van Goor, Hoofd Engineering bij STULZ Groep B.V.
