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Consommation d’énergie dans les centres de données : refroidissement par rapport au refroidissement liquide

Augmentation de la demande d’énergie dans les centres de données

La demande croissante de services numériques, notamment le cloud computing, l’intelligence artificielle et d’autres technologies à forte intensité de données, augmente la consommation d’énergie mondiale des centres de données. Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), les centres de données ont consommé environ 200 TWh d’électricité dans 2022 et devraient atteindre 400 TWh d’ici 2030. Alors que l’industrie des centres de données continue d’évoluer et de relever les défis croissants de la consommation d’énergie, les investisseurs ont la possibilité de soutenir et de capitaliser sur les progrès des technologies économes en énergie qui innovent et améliorent la durabilité.
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Refroidissement et consommation d’énergie dans les centres de données

McKinsey and Company estime que le refroidissement représente près de 40 % de l’énergie totale consommée par les centres de données, soulignant l’importance de mettre en œuvre des pratiques de refroidissement efficaces pour réduire la consommation d’énergie et améliorer l’efficacité énergétique globale.

40 % de la consommation d’énergie du centre de données est destinée au refroidissement

Les centres de données utilisent une mesure commune connue sous le nom d’efficacité de l’utilisation de l’énergie (PUE) pour mesurer l’efficacité énergétique, un rapport qui compare l’énergie totale consommée par un centre de données à l’énergie consommée uniquement par l’équipement informatique.

PUE = Énergie consommée par l’ensemble de l’installation / Énergie consommée par l’équipement informatique

Un PUE de 1,0 signifie que le centre de données est parfaitement efficace, tandis qu’un PUE de 2,0 signifie que l’infrastructure de l’installation consomme deux fois plus d’énergie que l’équipement informatique. Les opérateurs de centres de données mesurent le PUE pour répondre aux initiatives d’efficacité et identifier les domaines à améliorer. L’efficacité annuelle moyenne de l’utilisation de l’énergie (PUE) rapportée dans 2022 était de 1,55, ce qui représente une légère amélioration par rapport à la moyenne 2021 de 1,57, mais cohérente avec la tendance des gains marginaux de PUE Uptime Institute observés chaque année depuis 2014.

Les centres de données visent à réduire les PUE à 1, maximisant ainsi les performances de calcul pour l’énergie dépensée, mais la moyenne actuelle est de 1,55
Uptime-Institute-PUE-progress

Cependant, les grandes installations hyperscale les plus efficaces ont atteint une valeur PUE de 1,2 par rapport aux autres installations qui ont des valeurs PUE supérieures à 1,6, ce qui signifie que pour chaque kW de puissance utilisé pour la tâche informatique, 600 W supplémentaires sont consommés pour alimenter le refroidissement et d’autres équipements d’infrastructure.

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PUE par type d’espace de centre de données

Pour chaque kW utilisé dans un centre de données, il faut 200 à 600 W pour refroidir l’équipement informatique

Améliorez l’efficacité énergétique grâce à des technologies de refroidissement innovantes

Des pratiques de refroidissement efficaces jouent un rôle crucial dans l’obtention d’un PUE plus faible. En mettant en œuvre des technologies de refroidissement innovantes, telles que le refroidissement liquide, le confinement des allées chaudes et froides ou la gestion optimisée des flux d’air, les centres de données réduisent la consommation d’énergie de l’infrastructure de refroidissement, ce qui améliore l’efficacité énergétique. L’adoption du refroidissement liquide dans les centres de données prend de l’ampleur en raison de sa capacité à fournir un refroidissement plus efficace que le refroidissement par air, en particulier les racks informatiques à haute densité.

Le refroidissement liquide économe en énergie réduit le PUE par rapport au refroidissement par air

L’analyse PUE d’un centre de données hybride refroidi par air-liquide à haute densité publiée par l’American Society of Mechanical Engineers (ASME) a étudié la transition progressive de 100 % de refroidissement par air à 25 % de refroidissement par air -75 % de refroidissement liquide. L’étude a observé une diminution de la valeur PUE avec l’augmentation du pourcentage de refroidissement liquide. Dans le boîtier de refroidissement liquide à 75 %, la consommation d’énergie de l’installation a été réduite de 27 % et l’utilisation de 15,5 % sur l’ensemble du site du centre de données.

Même une transition partielle de 75 % du refroidissement par air au refroidissement liquide réduit la consommation d’énergie de l’installation de 27 %

La mesure PUE ne prend pas en compte l’efficacité des équipements informatiques ou réseau et fournit un point de référence pour évaluer les gains d’efficacité au fil du temps au sein d’un centre de données, sans comparer une installation à une autre. Quoi qu’il en soit, il reste la norme de facto pour mesurer et comparer l’efficacité énergétique des centres de données. Malgré ses lacunes, le PUE fournit une base de référence utile pour évaluer et améliorer l’efficacité de l’infrastructure d’une installation.

Le refroidissement liquide est si efficace pour améliorer les performances des équipements informatiques et réduire l’énergie nécessaire au refroidissement qu’il rend obsolète la mesure du PUE de l’industrie

L’industrie des centres de données continue de travailler sur de nouvelles mesures pour mesurer plus précisément son efficacité énergétique. L’AUT est l’une de ces mesures qui prend en compte l’efficacité de l’équipement informatique, du système de refroidissement et d’autres facteurs affectant la consommation d’énergie dans les centres de données.

AUT = (Énergie consommée par l’ensemble de l’installation) / (Énergie consommée par l’équipement informatique + Équipement de refroidissement)

Les solutions innovantes de refroidissement des centres de données de Boyd

Boyd possède des décennies d’expérience et d’expertise dans l’innovation et la fabrication de solutions de refroidissement telles que des unités de distribution de liquide de refroidissement, des chambres à vapeur 3D, des boucles de liquide et des plaques froides, des assemblages de caloducs à distance et des refroidisseurs pour les centres de données. Tirez parti de notre héritage en matière de refroidissement liquide et de science des matériaux pour concevoir des solutions innovantes basées sur l’IA optimisées en termes de performances, de fiabilité et d’efficacité énergétique.

Notre expertise en ingénierie et en science des matériaux nous permet de concevoir des solutions de refroidissement personnalisées pour des types de centres de données spécifiques. Pour en savoir plus sur nos solutions de gestion thermique ou pour discuter des besoins de votre projet, prenez rendez-vous pour une consultation avec nos experts.

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