In estate, quando le temperature segnano livelli critici importanti, sono tante le apparecchiature e i dispositivi elettronici ed elettrici che rischiano di compromettere la propria efficienza operativa e tra questi in prima linea ci sono i data center, la cui gestione termica diventa estremamente importante.
Tali strutture sono la base delle infrastrutture digitali, ed ospitano apparecchiature ad alta densità energetica e già di loro generano una quantità significativa di calore che, se non adeguatamente gestito, può compromettere il funzionamento delle infrastrutture IT, provocando surriscaldamenti che compromettono l’operato dei server e le loro prestazioni, così come guasti hardware che portano a disastrose interruzioni di servizi per le aziende che si avvalgono di tali strutture per le loro operazioni.
L’esposizione a temperature elevate come quelle estive richiede pertanto un ulteriore attenzione con l’implementazione di sistemi di raffreddamento avanzati, così da poter mantenere le temperature operative entro limiti sicuri. Non solo una questione di sicurezza, ma di affidabilità che governa anche i costi operativi e la sostenibilità stessa dei data center. Vediamo più da vicino come e perché gestire il raffreddamento dei data center in maniera efficace ed efficiente.
Data center: cosa sono e perché le aziende ne hanno bisogno
I data center sono strutture fisiche che ospitano un insieme di risorse IT, inclusi server, sistemi di storage, apparecchiature di rete e componenti di backup, progettate per raccogliere, archiviare, elaborare e distribuire grandi quantità di dati. Si comprende bene, allora, la loro importanza all’interno dell’infrastruttura digitale di un’azienda, fornendo la potenza di calcolo necessaria per supportare le applicazioni, i servizi e le operazioni critiche, rispondendo in maniera pronta.
Integrare un data center nella quotidianità aziendale garantisce continuità operativa, permettendo una gestione efficace del flusso di informazioni, o per supportare transazioni digitali, ospitare applicazioni mission-critical e assicurare la disponibilità continua di servizi IT. Un asset strategico per qualsiasi organizzazione moderna.
Criticità legate alle temperature estive nei Data Center
Tutte le apparecchiature IT sono progettate per operare entro specifici limiti termici, per questo quando le temperature esterne superano determinati livelli, i sistemi di raffreddamento all’interno dei data center devono lavorare molto più intensamente per mantenere le temperature operative entro temperature accettabili. Questo sforzo aggiuntivo aumenta il rischio di surriscaldamento delle apparecchiature e può causare il danneggiamento permanente delle componenti hardware, ma può anche portare a un incremento significativo del consumo energetico complessivo del data center, con conseguenze dirette sui costi operativi e sull’efficienza dell’intero sistema. Il rischio di surriscaldamento è una delle criticità costanti a cui bisogna far fronte, in quanto le temperature toccano picchi elevati di norma, per la tendenza a densificare sempre più i data center, ospitando un numero crescente di server in spazi relativamente ridotti. Questa densità elevata di potenza per unità di area aumenta la quantità di calore generato in uno spazio limitato, rendendo ancora più difficile per i sistemi di raffreddamento mantenere le condizioni operative ottimali. Inoltre, come anticipato, l’efficienza energetica dei sistemi di raffreddamento può essere significativamente ridotta a causa delle alte temperature esterne, poiché i sistemi di climatizzazione devono utilizzare più energia per compensare l’aumento del carico termico, cosa che per l’appunto impatta negativamente sui costi operativi e sull’ambiente.
Un altro aspetto rilevante è l’impatto delle alte temperature sull’infrastruttura fisica del data center, incluse le strutture di supporto come i cavi e i connettori. Questi componenti possono degradarsi più rapidamente in ambienti caldi, aumentando il rischio di guasti elettrici che potrebbero compromettere l’intero sistema. L’aumento delle temperature può influire negativamente anche sui sistemi di alimentazione di backup, come i gruppi di continuità (UPS) e i generatori, che possono vedere ridotte le loro prestazioni e affidabilità in ambienti troppo caldi. Alla luce di tutto questo è importante dedicare massima attenzione costante alla gestione termica dei data center, sempre più centrali nelle operazioni aziendali globali.
Importanza del raffreddamento efficiente nei Data Center
I data center sono ambienti ad alta densità energetica, dove la produzione del calore è come abbiamo visto una necessità critica e costante.
Un sistema di raffreddamento efficiente è quindi essenziale per dissipare il calore in eccesso e mantenere le apparecchiature all’interno dei limiti termici specificati dai produttori, prevenendo così una serie di problemi e costi operativi.
Il surriscaldamento è uno dei principali cause di guasti hardware, riducendo la durata di vita dei componenti e compromettendo la loro affidabilità. Le apparecchiature elettroniche, come i processori, le unità di memoria e le schede madri, sono particolarmente sensibili alle variazioni di temperatura e tendono a funzionare in modo meno efficiente quando esposte a condizioni termiche non ottimali. Un surriscaldamento prolungato può portare a una degradazione delle prestazioni, con un aumento dei tempi di latenza, una riduzione della velocità di elaborazione. Questo quando addirittura non si tratta di danno permanente.
Senza considerare poi che gli interventi di riparazione o sostituzione delle apparecchiature non sono proprio economici, e comportano sempre interruzioni dei servizi che, anche se brevi, rappresentano comunque perdite di produttività e di entrate, oltre ad arrecare danni di immagine e reputazionali all’azienda, soprattutto quando i servizi erogati rappresentano fattori critici per chi li riceve e per i clienti in generale.
Un sistema di raffreddamento inefficiente può per altro dare luogo a un circolo vizioso in cui tempi più lunghi e condizioni di temperatura maggiori comportano un consumo energetico elevatissimo per il raffreddamento con un conseguente ulteriore aumento di calore e di temperature dell’impianto di raffreddamento, diminuendo l’efficienza complessiva del sistema. Le ondate di calore, poi, rallentano la capacità del sistema di raffreddamento e ne peggiorano la funzionalità nel mantenere le temperature operative ottimali. In queste condizioni qualsiasi inefficienza può portare rapidamente a situazioni critiche, influendo sulle prestazioni del data center e le conseguenze possono estendersi ben oltre.
Tecnologie avanzate e strategie di raffreddamento per Data Center
L’importanza del raffreddamento efficiente nei data center risiede soprattutto nella sua capacità di prevenire surriscaldamenti e per questo è necessario implementare una combinazione di tecnologie avanzate e pratiche di gestione proattive. Soluzioni sono quella del raffreddamento a liquido, che offre una maggiore capacità di dissipazione del calore rispetto ai tradizionali sistemi, e il free cooling, che sfrutta le basse temperature ambientali esterne per ridurre il carico sui sistemi di climatizzazione. Ma tra le soluzioni più rilevanti spiccano anche il raffreddamento ad aria e il raffreddamento adiabatico.
Il raffreddamento a liquido
Alternativa sempre più popolare per i data center ad alta densità di potenza, grazie alla sua maggiore capacità di dissipazione del calore questo sistema si basa su di un liquido (spesso acqua o una miscela di acqua e glicole) che viene utilizzato per assorbire e trasportare il calore dalle apparecchiature IT attraverso scambiatori di calore, installati a livello di rack, file o persino direttamente sui componenti hardware, come le CPU e le GPU.
Tecnologia free cooling per il raffreddamento del data center
Il free cooling è un’altra tecnologia di raffreddamento avanzata, che sfrutta le basse temperature ambientali per raffreddare il data center, riducendo la dipendenza dai sistemi di climatizzazione meccanica. Con tale soluzione è possibile ridurre significativamente il consumo energetico associato al raffreddamento, soprattutto in climi temperati o freddi dove le temperature esterne sono sufficientemente basse per gran parte dell’anno.
Soluzione di raffreddamento data center ad aria
Il raffreddamento ad aria è il metodo di controllo della temperatura più comune, basato sull’aria utilizzata per dissipare il calore generato da tutte le unità all’interno del data center. Sebbene sia semplice e conveniente da installare, ha diverse lacune significative in termini di efficienza energetica.
Raffreddamento adiabatico dei data center
L’approccio adiabatico combina i principi del raffreddamento evaporativo, per mezzo di tecniche di free cooling, al fine di ridurre il consumo di energia nel data center. In tale processo, l’aria esterna viene raffreddata per evaporazione dell’acqua e quindi utilizzata per raffreddare le unità IT.
Soluzioni avanzate di ottimizzazione del raffreddamento nei data center
La scelta delle tecnologie richiede comunque un’attenta gestione e soprattutto non può essere risolutiva in maniera definitiva. La prevenzione del surriscaldamento dei data center è una criticità che va gestita “a monte”, possibilmente prevedendo il problema con largo anticipo, grazie all’ottimizzazione delle strategie di raffreddamento.
Una delle strategie chiave per l’ottimizzazione è l’uso di tecnologie di monitoraggio continuo che consentono di raccogliere dati in tempo reale sulle condizioni termiche del data center e sull’efficienza dei sistemi di raffreddamento. Questi dati possono essere analizzati per identificare aree di inefficienza e per attuare interventi correttivi, come la regolazione dei flussi d’aria, l’ottimizzazione delle impostazioni dei termostati e la calibrazione dei sistemi di controllo. L’integrazione di sistemi e sensori smart, intelligenti, può essere importante per raccogliere dati relativi alla temperatura e al corretto funzionamento dei sistemi di raffreddamento. Un monitoraggio continuo che dialogando con algoritmi di intelligenza artificiale possono identificare tempestivamente trend di funzionamento e eventuali anomalie termiche, consentendo di inviare alert e di intervenire prima che si verifichino problemi più gravi.
L’integrazione di sistemi di automazione può ulteriormente migliorare l’efficienza del raffreddamento, consentendo ai sistemi di adattarsi dinamicamente alle variazioni del carico termico e delle condizioni ambientali. Inoltre, anche in questo caso l’uso di algoritmi di intelligenza artificiale può aiutare a prevedere i picchi di carico termico e a preparare il sistema di raffreddamento in anticipo, migliorando la resilienza del data center.
L’investimento in tecnologie di raffreddamento avanzate e nella loro ottimizzazione continua rappresenta quindi un elemento chiave per il successo a lungo termine dei data center, consentendo di rispondere alle crescenti esigenze di elaborazione dei dati e di supportare la trasformazione digitale in modo efficace e sostenibile.
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