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L’un des aspects les plus fous de l’industrie est que nous voyons des nouvelles et que les analystes vantent encore les avantages du refroidissement par immersion en 2 phases. Il y a un problème. De grands géants de l’hyperscale tels que Microsoft et Meta ont effectivement interrompu la recherche sur le refroidissement par immersion en deux phases pour une raison simple : les fluides utilisés se sont révélés tellement toxiques que des entreprises comme 3M arrêteront la production de ces produits chimiques en 2025. Cela s'explique en partie simplement par le fait que les entreprises qui créent les liquides de refroidissement par immersion font face à de nombreuses poursuites judiciaires de plusieurs milliards de dollars.

Le refroidissement par immersion fonctionne selon un concept assez simple. L'équipement informatique (dans notre cas généralement des serveurs) est placé dans un réservoir contenant un fluide non conducteur. Étant donné que les liquides conduisent généralement mieux la chaleur que l'air, l'idée du refroidissement par immersion est d'assurer le transfert de chaleur des composants chauds tels que les processeurs, les GPU, les accélérateurs d'IA, etc., vers le liquide circulant dans le réservoir. La chaleur est ensuite évacuée du liquide pour maintenir les serveurs au frais. Ce qui est génial avec le refroidissement par immersion par rapport aux plaques froides comme celles des refroidisseurs liquides AIO grand public, c'est que le refroidissement par immersion élimine la chaleur de tous les composants du serveur, les ventilateurs ne sont donc pas nécessaires.

Une élimination plus efficace de la chaleur signifie une consommation d’énergie globale inférieure. Dans les serveurs modernes que nous examinons, les ventilateurs peuvent utiliser entre 15 et 20 % de la consommation électrique totale du système. Les ventilateurs sont également une source potentielle de panne, et des entreprises comme Alibaba ont découvert que les composants sont plus fiables lorsqu'ils sont immergés et non exposés à l'air.

En matière de refroidissement par immersion, il existe généralement deux approches. Le premier est le refroidissement monophasé. En refroidissement monophasé, le liquide d'un réservoir circule généralement à l'aide de pompes entre le réservoir doté de serveurs et un échangeur de chaleur. Il existe un certain nombre de modèles, mais généralement cet échange de chaleur se produit avec l’eau des installations. La clé du refroidissement monophasé est que le fluide est conçu pour rester liquide. C'est la phase unique dans le nom.

Le refroidissement par immersion diphasique est similaire à bien des égards, mais il existe une grande différence. Les deux phases sont à la fois liquides et gazeuses. Lorsque les serveurs chauffent le liquide, ils ne se contentent pas de réchauffer le liquide. Au lieu de cela, le liquide bout et se transforme en gaz. Cela permet de faire circuler le fluide sans utiliser de pompe, un avantage majeur. Le gaz est ensuite refroidi via un condenseur et remis sous forme liquide. Habituellement, les réservoirs d'immersion biphasés doivent être scellés lors de leur fonctionnement pour contenir la vapeur. L'augmentation de la fiabilité est importante dans ce domaine, car l'entretien de l'équipement signifie attendre le refroidissement, briser le sceau une fois que la vapeur est redevenue liquide, puis ouvrir le réservoir. L’industrie s’est concentrée sur cette méthode et pas seulement dans les réservoirs.

Nous avons également vu des nœuds de supercalculateurs individuels avec refroidissement par immersion en deux phases. Parfois, comme dans le supercalculateur Sugon ci-dessous, cela était simplement appelé « changement de phase », en référence aux changements de phase liquide-gaz (et gaz-liquide). Cette approche permet de desservir des nœuds individuels, sans avoir à arrêter un rack entier. C'était du SC19, mais même à ce moment-là, nous n'avions pas le droit de prendre des photos plus rapprochées.

Le refroidissement par immersion en deux phases s'est révélé prometteur car il pouvait généralement prendre en charge des pièces à TDP plus élevé. Le défi est que de nombreux fluides utilisés ne sont plus fabriqués.

PFAS signifie substance per- et polyfluoroalkyle. Ceux-ci sont souvent appelés « produits chimiques éternels » en raison de leur tendance à ne pas se décomposer naturellement. Les PFAS peuvent également provoquer le cancer et d’autres impacts négatifs sur la vie. L'un des fluides les plus utilisés dans le refroidissement par immersion biphasique, mais également dans la fabrication de semi-conducteurs, était le 3M Novec.

Cette classe de substances a été au centre de la fermeture de l'usine 3M en Belgique et de la Belgique qui s'efforçait d'obtenir une interdiction des PFAS dans l'UE. L'EPA américaine s'est également intéressée à ces produits chimiques. Ces produits chimiques ont fait l’objet d’un examen suffisamment minutieux pour que 3M dispose d’un mini-site PFAS essayant de convaincre les gens qu’ils ne sont pas tous mauvais. Habituellement, lorsque les entreprises créent des mini-sites dédiés à dire que quelque chose n’est pas si grave, nous supposons que c’est probablement le cas.