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Una delle cose più folli del settore è che abbiamo visto notizie e gli analisti continuano a strombazzare i vantaggi del raffreddamento ad immersione bifase. C'è un problema. I principali hyper-scaler come Microsoft e Meta hanno effettivamente interrotto la ricerca sul raffreddamento a immersione in due fasi per un semplice motivo: è stato scoperto che i fluidi utilizzati hanno effetti collaterali così tossici che aziende come 3M interromperanno la produzione delle sostanze chimiche nel 2025. in parte ciò è dovuto semplicemente al fatto che le aziende che creano i liquidi di raffreddamento per immersione si trovano ad affrontare numerose cause legali multimiliardarie.

Il raffreddamento per immersione funziona secondo un concetto abbastanza semplice. Le apparecchiature IT (per i nostri scopi solitamente server) vengono collocate in un serbatoio con fluido non conduttivo. Poiché i liquidi generalmente conducono il calore meglio dell'aria, l'idea con il raffreddamento ad immersione è quella di trasferire il calore dai componenti caldi come CPU, GPU, acceleratori AI e altro, al liquido che circola nel serbatoio. Il calore viene quindi rimosso dal liquido per mantenere freddi i server. Ciò che è fantastico nel raffreddamento ad immersione rispetto alle piastre fredde come nei raffreddatori a liquido AIO consumer, è che il raffreddamento ad immersione rimuove il calore da tutti i componenti del server, quindi le ventole non sono necessarie.

Una rimozione più efficiente del calore significa un consumo energetico complessivo inferiore. Nei server moderni che esaminiamo, le ventole possono utilizzare circa il 15-20% del consumo energetico totale del sistema. Anche i ventilatori sono una potenziale fonte di guasti e aziende come Alibaba hanno scoperto che i componenti sono più affidabili se immersi e non esposti all’aria.

Per quanto riguarda il raffreddamento ad immersione, esistono generalmente due approcci. Il primo è il raffreddamento monofase. Con il raffreddamento monofase, il liquido in un serbatoio viene generalmente fatto circolare utilizzando pompe tra il serbatoio con i server e uno scambiatore di calore. Esistono diversi modelli, ma solitamente questo scambio di calore avviene con l'acqua dell'impianto. La chiave del raffreddamento monofase è che il fluido è progettato per rimanere liquido. Questa è l'unica fase nel nome.

Il raffreddamento ad immersione bifase è simile sotto molti aspetti, ma c’è una grande differenza. Le due fasi sono liquide e gassose. Quando i server riscaldano il fluido, non si limitano a riscaldare il liquido. Invece, fa bollire il liquido e lo fa diventare gas. Ciò aiuta a far circolare il fluido senza utilizzare una pompa, un vantaggio importante. Il gas viene quindi raffreddato tramite un condensatore e riportato alla forma liquida. Di solito, i serbatoi di immersione bifase devono essere sigillati quando funzionano per contenere il vapore. Aumentare l'affidabilità è importante in questo senso perché la manutenzione delle apparecchiature significa attendere il raffreddamento, rompere il sigillo una volta che il vapore è tornato liquido e quindi aprire il serbatoio. L'industria si è concentrata su questo metodo non solo nei serbatoi.

Abbiamo anche visto singoli nodi di supercomputer con raffreddamento ad immersione bifase. A volte, come nel supercomputer Sugon qui sotto, questo veniva semplicemente chiamato “cambio di fase” riferendosi ai cambiamenti di fase da liquido a gas (e da gas a liquido). Questo approccio consente la manutenzione di singoli nodi, senza il problema di dover spegnere un intero rack. Questa era dell'SC19, ma anche allora non ci è stato permesso di avvicinarci alle foto.

Il raffreddamento ad immersione bifase si è mostrato promettente perché generalmente potrebbe supportare parti con TDP più elevato. La sfida è che molti dei fluidi utilizzati vengono ora sospesi.

PFAS sta per sostanza per- e polifluoroalchilica. Questi vengono spesso definiti “sostanze chimiche per sempre” a causa della loro tendenza a non degradarsi naturalmente. I PFAS possono anche causare il cancro e altri effetti negativi sulla vita. Uno dei più grandi fluidi utilizzati nel raffreddamento a immersione bifase, ma anche in cose come la produzione di semiconduttori, era 3M Novec.

Questa classe di sostanze è stata al centro della chiusura dell'impianto belga della 3M e del lavoro del Belgio per ottenere il divieto dei PFAS nell'UE. Anche l’EPA statunitense si è interessata a queste sostanze chimiche. Queste sostanze chimiche sono state oggetto di un'analisi sufficientemente approfondita, tanto che 3M ha un mini-sito PFAS che cerca di convincere la gente che non sono tutte cattive. Di solito, quando le aziende creano mini-siti dedicati a dire che qualcosa non è poi così male, presumiamo che probabilmente lo sia.