À medida que a tecnologia avança, aplicações de Inteligência Artificial (IA) e Machine Learning proliferam, o equipamento informático tem vindo a exigir maior fornecimento de energia, resultando em maiores cargas térmicas. Os problemas de eficiência energética e potência consumida, resultantes de equipamento TI avançado, acumulam-se: os chips requerem mais potência e geram mais calor e, por sua vez, o seu desenvolvimento exige potência adicional destinada ao seu arrefecimento.

Um inquérito realizado no início de 2024 descobriu que de entre 812 profissionais de TI, 38,3% tinham a expectativa de usar uma infraestrutura de arrefecimento líquido nos seus data centers até 2026, um número que provavelmente continuará a aumentar nos próximos anos.

Arrefecimento líquido é uma tecnologia vital para escalar a IA, visto que gere eficientemente o calor produzido por sistemas de computação de alta performance. Esta abordagem melhora a fiabilidade, reduz os consumos de energia e acomoda os pesados requisitos computacionais
de tarefas da IA. Ao trazer os elementos dissipadores para mais próximo da fonte de calor, as soluções de arrefecimento aplicadas diretamente no chip potenciam uma maior eficiência de dissipação e permitem um controlo de temperatura mais preciso.

Este método de arrefecimento inovador não só melhora de forma geral a performance e a fiabilidade dos servidores, como também permite aos data centers operarem com maiores densidades de potência.

Fabricar o chip

Uma parte importante do processo de fabrico dos chips é a fase de testes. Os fabricantes precisam de se assegurar que os chips que eles produzem estão prontos para operar na sua capacidade máxima e com um funcionamento 24/7. Esta exigência torna imprescindível a fase de testes intensiva, antes de saírem das instalações de fabrico. Como os chips requerem arrefecimento para a realização destes testes, devido à necessidade de equiparar o teste ao seu funcionamento expectável, os fabricantes precisam de infraestruturas de arrefecimento capazes e idênticas às usadas quando em funcionamento normal.

Historicamente, os fabricantes conseguiam usar, maioritariamente, arrefecimento a ar para a fase de testes. Mesmo que os chips fossem arrefecidos a líquido pelos clientes finais, os chips podiam ser testados com tecnologias de arrefecimento menos eficientes. No entanto, os novos chips dedicados a IA e Computação de Alta Performance nem sequer podem ser postos em funcionamento sem estarem arrefecidos a líquido, pois o arrefecimento a ar não consegue lidar com a carga térmica sem causar danos ao chip.

Assim, arrefecimento a líquido tem de ser instalado nos ambientes fabris desde o primeiro dia. Os fabricantes têm de se assegurar que os chips são capazes de operar à sua máxima potência com sucesso no campo, e, como tal, precisam de ser testados sob condições extremas de operação. Quem também pode beneficiar deste processo são os utilizadores finais dos chips, que ao utilizarem no campo a mesma infraestrutura de arrefecimento a líquido usada nos testes, mantém a infraestrutura de arrefecimento dos chips consistente.

Deteção de fugas com hélio

Um aspeto fundamental dos chips com arrefecimento a líquido passa pelo teste de fugas usando o gás hélio, para detetar até as fugas mais pequenas na infraestrutura de arrefecimento. É crucial que os fabricantes de chips garantam que todos os componentes do sistema de arrefecimento a líquido fornecidos por terceiros, como coletores e Unidades de Distribuição de Líquido (CDU), sejam submetidos a testes de fuga com hélio. Esses testes ajudam a manter a integridade e a fiabilidade, melhorando a qualidade geral da infraestrutura líquida que suporta TI de alto desempenho. Ao seguirem esse método, os fabricantes de chips asseguraram, com confiança, que os seus produtos são colocados no mercado com garantia de total fiabilidade. É importante que os fabricantes de chips e os utilizadores finais trabalhem com fornecedores de infraestrutura de refrigeração confiáveis, que entendam como projetar, instalar e servir adequadamente a arquitetura de arrefecimento. 

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