Guia de Densidade de Potência para Data Centers em Contêiner

Densidade de Potência do Data Center em Contêiner: Comece com a Lista de Racks

RESPOSTA RÁPIDA

• 5–8 kW/rack  — edge, armazenamento e TI geral;
• 15–30 kW/rack  — inferência e computação acelerada mista;
• 100 kW/rack ou superior  — treinamento de IA, utilizando refrigeração líquida no nível do chip.

Uma Nota da Equipe de Dimensionamento

Uma solicitação típica começa assim:

Ainda não há uma resposta útil. Dois megawatts de servidores convencionais e dois megawatts de racks densos com GPU não utilizam o mesmo layout físico. Os trajetos dos cabos diferem. Diferem também a instalação de refrigeração, as tubulações, o peso dos gabinetes e o arranjo das baterias.

O primeiro documento de que os engenheiros da ZT precisam não é uma contagem de contêineres. É uma lista de racks indicando, no mínimo:

• os equipamentos instalados em cada rack;
• potência esperada e potência de pico em kW para cada rack;
• tensão e configuração de alimentação;
• redundância exigida do UPS;
• autonomia da bateria;
• cargas refrigeradas a ar e a líquido;
• temperatura de projeto do local.

Um contêiner possui paredes fixas. Se dois gabinetes GPU criarem uma concentração local de calor, não há corredor extra disponível para ser utilizado posteriormente. O problema deve ser resolvido no projeto, antes da montagem na fábrica.

Calcule os Valores Antes de Escolher o Sistema de Refrigeração

Aqui está a verificação básica para o layout-padrão de baixa densidade:

O cálculo é apenas um ponto de partida. Uma média pode ocultar um agendamento irregular de racks. Por exemplo:

Essa configuração ainda apresenta uma média de 5 kW/rack, mas os dois últimos racks definem a exigência local de fluxo de ar. Uma média por fileira não resfria um rack superaquecido.

A ZT, portanto, analisa a carga por rack, em vez de confiar em um único valor para toda a instalação.

Três casos de projeto

Caso A — 5–8 kW por rack

Esta é a faixa familiar para sistemas de borda, armazenamento, telecomunicações e computação empresarial em geral. O ar-condicionado em fila N+1 normalmente é adequado.

Uma instalação no Cazaquistão fornece uma referência útil. A ZT forneceu três contêineres de 40 pés com carga total de TI de 168 kW , distribuída entre 24 racks . O valor resultante foi 7 kW/rack . O pacote utilizado incluiu:

• uPS 2N;
• reserva de baterias VRLA de 20 minutos;
• Ar condicionado em linha N+1;
• Supressão de incêndio com FM200;
• uma carcaça externa IP55.

A aritmética é fundamental:

Para um único contêiner padrão, as faixas publicadas são:

Não copie a coluna de carga total para um campo "kW/rack". Ela descreve algo diferente.

Caso B — 15–30 kW por rack

Essa faixa abrange inferência e ajuste fino de IA, além de cargas mistas de CPU/GPU. O resfriamento a ar ainda pode ser viável, mas apenas com controle deliberado de corredores e um mapa térmico rack a rack.

Os equipamentos em linha da ZT abrangem:

• 15–62,6 kW para unidades de expansão direta;
• 32,9–61,4 kW para unidades de água gelada;
• uma relação de calor sensível acima de 95%.

A classificação da unidade de refrigeração não é igual à classificação do rack. Uma unidade in-row pode servir vários gabinetes, dependendo do ponto de operação, redundância e configuração do fluxo de ar.

Este também é o intervalo em que as médias se tornam menos úteis. Suponha que uma fileira de seis racks seja programada da seguinte forma:

A média da fileira é de cerca de 18,7 kW/rack. Contudo, os dois últimos racks determinam o risco térmico. Eles podem exigir uma configuração diferente da dos quatro primeiros.

AT30–50 kW/rack , a ZT normalmente analisa trocadores de calor montados na porta traseira ou um projeto híbrido ar/líquido. A escolha real depende do hardware dos servidores, das temperaturas da água e das condições do local.

Caso C — 100 kW por rack e superior

Neste ponto, o projeto já não é mais uma versão ampliada do Caso A. Acima de 50 kW/rack , a ZT utiliza refrigeração líquida em nível de chip como caminho prático de remoção de calor.

O hardware de refrigeração líquida inclui:

• suporte para rack de 30 kW a 100 kW+ ;
• colectores em aço inoxidável 304;
• Mangueiras EPDM;
• conectores rápidos de desconexão seca;
• Unidades de distribuição de energia (CDU) a partir de 200 a 1400 kW ;
• controlo da temperatura no lado secundário dentro de ±1°C ;
• uma configuração 1+1 disponível para bombas, instrumentos, alimentação e comunicações.

Um projeto norte-americano na nuvem utilizou cinco contentores ISO de 40 pés em 100 kW/Rack , com uma capacidade total de projeto de 5 mW . O pacote incluiu UPS 2N, baterias de lítio com autonomia de 10 minutos, refrigeração híbrida ar/líquido, chillers de refrigeração livre com levitação magnética, Novec 1230, sistema VESDA e DCIM integrado.

O prazo registado para entrega foi de seis meses. A comparação com a construção convencional, conforme registado no projeto, foi de 18 a 24 meses. A arquitetura foi projetada para expansão, passando de 5 MW para 50 MW.

Trata-se de registos de projeto, não de compromissos universais. Os trabalhos no local, as aprovações e a disponibilidade da rede elétrica continuam a afetar o cronograma.

Qual rota de refrigeração se adequa ao cronograma do rack?

Trate esta tabela como uma ferramenta de triagem de projeto. Ela não substitui a lista de servidores nem o modelo térmico.

Quatro verificações para uma proposta de fornecedor

1. As unidades estão claramente identificadas?

Uma proposta deve distinguir entre:

• kW por rack;
• kW totais de TI por contêiner;
• unidade de refrigeração em kW;
• CDU térmica em kW;
• projeto total em MW.

Se esses valores aparecerem numa mesma tabela sem rótulos, solicite um cronograma corrigido.

2. A declaração sobre redundância descreve uma topologia real?

‘Alta disponibilidade’ não é uma topologia. Pergunte se o sistema é N+1, 2N ou outra configuração. Confirme quais componentes são redundantes e o que ocorre durante a manutenção.

Os projetos de referência da ZT utilizam sistemas UPS 2N com baterias de lítio ou VRLA. Os equipamentos UPS montados em rack seguem a norma ISO/IEC 62040-3, possuem tempo de transferência nulo e atingem eficiência de 98,5 % no modo ECO. As unidades do tipo torre têm classificação de 95,5 %, aceitam entrada de 138–485 Vac e permitem operação em paralelo com até quatro unidades.

3. O fornecedor verificou o peso do rack e o fluxo residual de ar?

Racks da ZT têm uma capacidade estática de carga de 3000 kg e perfuração de 80% ou mais ambos os valores são importantes para hardware moderno de GPU. O resfriamento líquido remove o calor de componentes com placas frias, mas outras partes do servidor ainda podem dissipar calor no ar.

4. Existe um plano de teste de fábrica?

Antes do embarque, o comprador deve ver o teste de aceitação de fábrica proposto. Registros úteis incluem:

• diagramas unifilares;
• programações de racks;
• listas de alarmes e intertravamentos;
• pontos de carga térmica de resfriamento;
• Sequências de controle de CDU;
• resultados térmicos ou de CFD;
• cálculos de autonomia da bateria;
• coordenação de disjuntores;
• testes de vazamento;
• procedimentos de teste de sistema integrado.

A integração na fábrica reduz a montagem no local. Não elimina, contudo, a necessidade de verificação.

Notas sobre eficiência e conformidade

A ZT registrou um PUE anual abaixo de 1.2para capacidade total de refrigeração líquida por placa fria em 2024. Sua biblioteca de parâmetros indica 1.5–2.0como faixa de comparação para instalações tradicionais refrigeradas a ar. O PUE depende do clima, da carga e da rejeição de calor; portanto, o valor final alvo deve ser verificado conforme as condições específicas do projeto.

A ZT lista entre suas certificações ISO 9001, CE, CCC, TUV, RoHS, UL e TIA-942. A biblioteca de parâmetros do produto identifica também a norma UL 1741 para sistemas de energia em contêineres, a UL 94 V-0 para desempenho à chama do invólucro do contêiner com IA e a IP55 para proteção contra penetração.

Antes da compra, confirme o escopo e o número do certificado para a configuração oferecida. Um logotipo em um folheto não é suficiente.

Para um contexto de projeto mais amplo, consulte o Resumo da norma TIA-942 e a Recursos sobre centros de dados do Departamento de Energia dos EUA .

Perguntas frequentes

O que devo enviar à ZT para uma avaliação inicial do dimensionamento do contêiner?

Envie a programação de racks, a lista de servidores ou GPUs, a carga máxima por rack, a tensão, o requisito de redundância, a duração do backup, a preferência de refrigeração e as condições do local.

Um contêiner de 40–70 kW representa um projeto de alta densidade?

Não necessariamente. Na referência padrão da ZT, 40–70 kW corresponde à carga total de TI do contêiner de 40 pés. Uma configuração de 40 kW com 8 racks resulta em 5 kW/rack.

Posso usar a carga média por rack para dimensionar o sistema de refrigeração?

Utilize-a apenas como verificação inicial. O rack mais quente — e não a média — pode determinar o fluxo de ar, a tubulação e o posicionamento das unidades de refrigeração.

Quando devo considerar o resfriamento líquido?

A ZT normalmente avalia o resfriamento por porta traseira ou híbrido em 30–50 kW/rack. Acima de 50 kW/rack, o resfriamento líquido no nível do chip é a solução prática.

Quais tamanhos de CDU estão disponíveis?

A ZT lista capacidades de CDU de 200 a 1400 kW, com controle de temperatura secundária de ±1 °C e opção de configuração redundante 1+1.

Quanto tempo a pré-fabricação pode economizar?

A ZT registra uma redução de 50–70 % no tempo de construção no local comparado à construção tradicional. A duração real do projeto ainda depende dos trabalhos civis, aprovações, infraestrutura de utilidades e transporte.

Três pontos a constar na folha de capa do RFP

• Indique a carga máxima por rack — não apenas a média.
• Rotule separadamente a carga total do contêiner, a carga por rack e a capacidade de resfriamento.
• Exija desenhos, cálculos e um plano de testes de fábrica antes da aprovação.
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SOBRE A ZT

Fundada em 2009, ZT (ZheJiang ZhiTing Information Technology Co., Ltd) projeta e fabrica infraestrutura de centros de dados pré-fabricados a partir de uma unidade produtiva de 30.000 m² em Zhejiang, China, com mais de 200 colaboradores. Sua linha de produtos inclui sistemas em contêineres ISO de 20 pés e 40 pés, unidades de distribuição de refrigeração (CDUs), refrigeração em fila, UPS, racks e software DCIM. As certificações listadas pela ZT incluem ISO 9001, CE, CCC, TÜV, RoHS, UL e TIA-942.

Discutir o cronograma de racks com a ZT

Para uma primeira análise útil, envie a lista real de racks e equipamentos, em vez de apenas um valor total de potência projetado (em MW). A equipe de engenharia da ZT poderá então adaptar o layout do contêiner, a cadeia de alimentação elétrica e a configuração de refrigeração à carga declarada.

Solicite uma Consulta Técnica ou rever o solução de centro de dados em contêiner .

Fontes

• Série Datacom da ASHRAE
• White Paper da TIA sobre refrigeração líquida
• Visão geral da norma TIA-942
• Departamento de Energia dos EUA: centros de dados e servidores