Concevoir les centres de données de demain

Entretien exclusif avec Darcy Letemplier, VP Ingénierie, Hypertec

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Les exigences des centres de données évoluent à un rythme sans précédent. Avec l’augmentation des densités, la hausse des besoins énergétiques et l’essor de l’IA et des charges de travail HPC, les méthodes de refroidissement traditionnelles atteignent leurs limites. Pour mieux comprendre comment le refroidissement par immersion relève ces défis, nous avons échangé avec Darcy Letemplier, VP de l’ingénierie chez Hypertec, sur cette technologie, ses avantages et l’avenir du refroidissement des centres de données.

Q : D’un point de vue ingénierie, quels sont les principaux défis que le refroidissement par immersion permet de relever ?

Darcy Letemplier : La technologie évolue plus rapidement que jamais. À mesure que le besoin en densité et en performance augmente, la pression sur l’infrastructure s’intensifie. Le refroidissement par air traditionnel nécessite un support important : tours de refroidissement, chillers et tout le système de tuyauterie associé. L’immersion simplifie tout ça.

Au lieu d’avoir besoin d’un centre de données conçu spécifiquement pour la gestion complexe de l’air, l’immersion permet de déployer des infrastructures de calcul haute densité dans un environnement beaucoup plus simple. En résumé, il suffit d’un entrepôt avec un plancher en dalle, une alimentation électrique et un circuit d’eau pour l’échange thermique. Le résultat : des déploiements plus rapides, ce qui pourrait prendre un an à construire avec un refroidissement par air peut être réalisé en moitié moins de temps, voire encore plus rapidement avec l’immersion.

Q : L’IA et l’apprentissage profond (Deep Learning) nécessitent une puissance de calcul massive. Pourquoi le refroidissement par immersion est-il particulièrement adapté à ces charges de travail ?

Darcy Letemplier : La technologie évolue plus vite que jamais. Avec l’augmentation des besoins en densité et en performance, la pression sur l’infrastructure s’accentue. Le refroidissement par air traditionnel repose sur une infrastructure lourde : tours de refroidissement, chillers et un vaste réseau de tuyauterie. L’immersion simplifie tout.

Cette densité accrue ne se limite pas à un gain d’espace : elle permet aux centres de données de s’adapter efficacement sans les contraintes du refroidissement par air. Les charges de travail IA et HPC tournent à pleine capacité sur de longues périodes, et l’immersion assure des performances thermiques stables, sans les limitations du refroidissement traditionnel.

Q : Qu’est-ce qui distingue les serveurs conçus pour l’immersion « immersion-born » des systèmes traditionnels refroidis par air ?

Darcy Letemplier : « Immersion-born » signifie que le matériel est conçu dès le départ pour être refroidi par liquide, plutôt que d’adapter des produits initialement conçus pour l’air. L’une des avancées techniques majeures est l’élimination des obstacles au flux du liquide de refroidissement, comme les backplanes qui bloquent la libre circulation du fluide.

Une autre innovation majeure porte sur l’agencement des composants. Dans un bain d’immersion, le fluide circule naturellement par convection : plus frais en bas, plus chaud en haut. Nous disposons donc les composants de manière stratégique en fonction de leur charge thermique.

• Les composants les plus chauds, comme les GPU, sont placés en bas, où le fluide est le plus frais.

• Les processeurs (CPU) et la mémoire sont positionnés à mi-hauteur.

• Les composants d’E/S, qui supportent des températures plus élevées, sont situés en haut.

Cette approche assure une dissipation thermique efficace et prévient la formation de points chauds, un problème fréquent dans les systèmes refroidis par air en raison d’un flux d’air souvent irrégulier.

Q : Comment le refroidissement par immersion permet-il aux centres de données de s’adapter plus efficacement ?

Darcy Letemplier : L’extension d’un centre de données refroidi par air ne se limite pas à l’ajout de serveurs. Elle implique aussi l’installation de tours de refroidissement, de chillers et d’infrastructures supplémentaires. Avec l’immersion, l’expansion est bien plus simple : il suffit d’ajouter des cuves et de les connecter pour augmenter la capacité.

Grâce à cette approche modulaire, les centres de données peuvent s’étendre rapidement et à moindre coût. L’immersion offre une densité énergétique élevée, permettant de concentrer davantage de puissance de calcul dans un même espace et de faciliter l’extension des capacités IA et HPC.

Q : La durabilité devient un enjeu majeur. Comment le refroidissement par immersion permet-il de réduire la consommation d’énergie ?

Darcy Letemplier : L’un des plus grands avantages est l’élimination des ventilateurs. Dans un système refroidi par air ou même par contact direct, ces ventilateurs restent nécessaires pour refroidir les composants. Ils s’ajustent en permanence, entraînant des fluctuations de température et une consommation d’énergie accrue. Avec l’immersion, la température reste stable sur l’ensemble des composants, ce qui réduit le stress thermique et prolonge la durée de vie du matériel.

De plus, les centres de données traditionnels dépendent fortement des tours de refroidissement et de chillers énergivores, tandis que les systèmes d’immersion peuvent utiliser des dry coolers, qui consomment bien moins d’énergie. Cela fait de l’immersion une alternative écologique pour les centres de données qui souhaitent réduire leur empreinte carbone.

Q : Certains opérateurs ont des inquiétudes à propos du refroidissement par immersion. Quelles sont les idées reçues les plus courantes ?

Darcy Letemplier : La plus grande préoccupation concerne la garantie. Certains craignent que le matériel ne soit pas couvert en immersion, mais chez Hypertec, nos produits bénéficient d’une garantie complète. Nous collaborons étroitement avec les fabricants de mémoire, d’alimentation et de cartes mères pour effectuer des tests de compatibilité rigoureux, garantissant que le matériel certifié pour l’immersion est fiable et entièrement pris en charge.

Un autre mythe concerne la maintenance. Beaucoup pensent que le refroidissement par liquide est complexe et salissant. En réalité, nous avons développé des systèmes permettant d’extraire efficacement le fluide d’immersion lors de la maintenance des composants, évitant ainsi tout déversement. L’entretien est aussi simple, voire plus simple, que celui des serveurs refroidis par air.

Q : Comment le refroidissement par immersion va-t-il évoluer au cours de la prochaine décennie ?

Darcy Letemplier : Le refroidissement par immersion ne cesse d’évoluer, et chaque nouvelle génération de matériel nous apporte de nouveaux apprentissages. Les prochaines avancées incluront le refroidissement par convection forcée et les technologies de flux ciblé, qui amélioreront encore la dissipation thermique, y compris pour des composants très énergivores.

Aujourd’hui, certains GPU atteignent déjà une consommation de 600 à 700 watts, mais la prochaine génération pourrait dépasser les 1200, voire 2000 watts. À mesure que ces besoins en puissance augmentent, l’immersion continuera d’évoluer, offrant aux centres de données une solution capable de répondre aux exigences croissantes de l’IA, du HPC et des charges de travail de demain.

Conclusion

Le refroidissement par immersion ne se limite plus à une technologie de niche, c’est une solution concrète, évolutive et durable pour les centres de données modernes. Avec des densités plus élevées, des déploiements simplifiés et des économies d’énergie considérables, de plus en plus d’opérateurs adoptent l’immersion pour assurer la pérennité leur infrastructure.

À mesure que l’industrie se tourne vers des charges de travail IA et HPC toujours plus exigeantes, le refroidissement par immersions s’imposera comme une technologie clé de la prochaine génération de calcul intensif.

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