Guía de densidad de potencia para centros de datos en contenedores

Densidad de potencia del centro de datos en contenedor: comience con la lista de racks

Respuesta rápida

• 5–8 kW/rack  — periféricos, almacenamiento y TI general;
• 15–30 kW/rack  — inferencia y computación acelerada mixta;
• 100 kW/rack o más  — entrenamiento de IA, con refrigeración líquida a nivel de chip.

Una nota del Departamento de Dimensionamiento

Una consulta típica comienza así:

Aún no hay una respuesta útil. Dos megavatios de servidores convencionales y dos megavatios de racks densos con GPU no requieren la misma distribución espacial. Las rutas de los cables difieren. Asimismo, difieren la planta de refrigeración, las tuberías, el peso de los armarios y la disposición de las baterías.

El primer documento que necesitan los ingenieros de ZT no es un recuento de contenedores. Es una lista de racks que, como mínimo, debe mostrar:

• el equipo instalado en cada bastidor;
• potencia esperada y máxima en kW para cada bastidor;
• tensión y disposición de la alimentación;
• redundancia requerida del sistema ininterrumpido de alimentación (UPS);
• autonomía de la batería;
• cargas refrigeradas por aire y por líquido;
• temperatura de diseño del emplazamiento.

Un contenedor tiene paredes fijas. Si dos armarios GPU generan una concentración local de calor, no hay pasillo adicional disponible para utilizarlo más tarde. El problema debe resolverse en los planos, antes del montaje en fábrica.

Calcule los valores antes de elegir el sistema de refrigeración

Esta es la comprobación básica para la distribución estándar de baja densidad:

Este cálculo es solo un punto de partida. Una media puede ocultar un horario irregular de bastidores. Por ejemplo:

Esta disposición sigue arrojando una media de 5 kW/bastidor, pero los dos últimos bastidores determinan el requisito local de caudal de aire. Una media por fila no enfriará un bastidor caliente.

ZT revisa, por tanto, la carga a nivel de bastidor en lugar de basarse en un único valor para todo el contenedor.

Tres casos de diseño

Caso A — 5–8 kW por bastidor

Este es el rango habitual para sistemas perimetrales, almacenamiento, telecomunicaciones y computación empresarial general. Normalmente resulta adecuado el aire acondicionado en fila con redundancia N+1.

Una instalación en Kazajistán ofrece una referencia útil. ZT suministró tres contenedores de 40 pies con una carga informática total de 168 kW , distribuida entre 24 bastidores . La cifra resultante fue 7 kW/estante . El paquete utilizado fue:

• uPS 2N;
• respaldo de batería VRLA de 20 minutos;
• Aire acondicionado en fila con redundancia N+1;
• Supresión de incendios con FM200;
• una carcasa exterior IP55.

La aritmética es clave:

Para un contenedor estándar individual, los rangos publicados son:

No copie la columna de carga total en un campo «kW/bastidor». Describe algo distinto.

Caso B: 15–30 kW por bastidor

Este intervalo abarca inferencia y ajuste fino de IA, así como cargas mixtas de CPU/GPU. La refrigeración por aire aún puede ser práctica, pero únicamente con control deliberado de los pasillos y un mapa térmico bastidor por bastidor.

El equipo en fila de ZT abarca:

• 15–62,6 kW para unidades de expansión directa;
• 32,9–61,4 kW para unidades de agua refrigerada;
• una relación de calor sensible superior a 95%.

La potencia nominal de la unidad de refrigeración no es igual a la potencia nominal del bastidor. Una unidad en fila puede servir a varios armarios, según el punto de carga, la redundancia y la disposición del flujo de aire.

Este es también el rango en el que los valores medios resultan menos útiles. Supongamos que una fila de seis bastidores tiene la siguiente programación:

El promedio de la fila es de aproximadamente 18,7 kW/bastidor. Sin embargo, los dos últimos bastidores determinan el riesgo térmico. Es posible que requieran una disposición distinta a la de los cuatro primeros.

AT30–50 kW/bastidor , ZT normalmente revisa intercambiadores de calor para puertas traseras o un diseño híbrido aire/líquido. La elección real depende del hardware del servidor, las temperaturas del agua y las condiciones del sitio.

Caso C: 100 kW por bastidor y más

En este punto, el diseño ya no es una versión ampliada del Caso A. Por encima de 50 kW/bastidor , ZT utiliza refrigeración por líquido a nivel de chip como la vía práctica para la eliminación de calor.

El hardware de refrigeración por líquido incluye:

• soporte para bastidores desde 30 kW hasta 100 kW o más ;
• colectores de acero inoxidable 304;
• Mangueras de EPDM;
• conectores rápidos de tipo dry-break;
• Unidades de distribución de corriente (CDU) desde 200 a 1400 kW ;
• control de temperatura en el lado secundario dentro de ±1°C ;
• una configuración disponible 1+1 para bombas, instrumentos, alimentación y comunicaciones.

Un proyecto nube en Estados Unidos utilizó cinco contenedores ISO de 40 pies en 100 kW/rack , para una capacidad total del proyecto de 5 mW . El paquete incluía UPS 2N, respaldo con baterías de litio de 10 minutos, refrigeración híbrida aire/líquido, enfriadores de libre refrigeración con rodamiento magnético, Novec 1230, VESDA y DCIM integrado.

El plazo registrado de entrega fue de seis meses. La comparación con la construcción convencional en el registro del proyecto fue de 18 a 24 meses. La arquitectura se diseñó para escalar desde 5 MW hasta 50 MW.

Esos son registros de proyectos, no promesas universales. Los trabajos en sitio, las autorizaciones y la disponibilidad de la red eléctrica siguen afectando el cronograma.

¿Qué ruta de refrigeración se ajusta al programa del bastidor?

Trate la tabla como una herramienta de selección preliminar de diseños. No sustituye la lista de servidores ni el modelo térmico.

Cuatro comprobaciones para una propuesta de proveedor

1. ¿Están claramente etiquetadas las unidades?

Una propuesta debe distinguir entre:

• kW por rack;
• potencia total de TI en kW por contenedor;
• potencia de la unidad de refrigeración en kW;
• Potencia térmica del CDU en kW;
• potencia total del proyecto en MW.

Si estos valores aparecen en una tabla sin etiquetas, solicite un cronograma corregido.

2. ¿La declaración sobre redundancia describe una topología real?

«Alta disponibilidad» no es una topología. Pregunte si el sistema es N+1, 2N u otra configuración. Confirme qué componentes son redundantes y qué ocurre durante el mantenimiento.

Los proyectos de referencia de ZT utilizan sistemas ininterrumpidos de alimentación (UPS) 2N con baterías de litio o VRLA. Los equipos UPS montados en rack cumplen con la norma ISO/IEC 62040-3, tienen tiempo de transferencia nulo y alcanzan una eficiencia del 98,5 % en modo ECO. Las unidades tipo torre tienen una eficiencia nominal del 95,5 %, aceptan una entrada de tensión de 138–485 Vac y permiten la operación en paralelo de hasta cuatro unidades.

3. ¿El proveedor ha verificado el peso del rack y el caudal de aire residual?

Los racks de ZT tienen una capacidad de carga estática de 3000 kg y perforación del 80 % o superior ambos valores son importantes para el hardware GPU moderno. La refrigeración líquida extrae el calor de los componentes con placas frías, pero otras partes del servidor pueden seguir disipando calor al aire.

4. ¿Existe un plan de pruebas en fábrica?

Antes del envío, el comprador debe revisar el plan propuesto de prueba de aceptación en fábrica. Los registros útiles incluyen:

• diagramas unifilares;
• programas de bastidores;
• listas de alarmas e interbloqueos;
• puntos de carga térmica del sistema de refrigeración;
• Secuencias de control de la unidad de distribución de refrigerante (CDU);
• resultados térmicos o de dinámica de fluidos computacional (CFD);
• cálculos de autonomía de la batería;
• coordinación de interruptores automáticos;
• pruebas de estanqueidad;
• procedimientos de prueba de sistemas integrados.

La integración en fábrica reduce el montaje en campo, pero no elimina la necesidad de verificación.

Notas sobre eficiencia y cumplimiento

ZT registró un PUE anual inferior a 1.2para capacidad completa de refrigeración líquida mediante placa fría en 2024. Su biblioteca de parámetros indica 1.5–2.0como rango de comparación para instalaciones tradicionales refrigeradas por aire. El PUE depende del clima, la carga y la disipación de calor, por lo que el objetivo final debe verificarse según las condiciones del proyecto.

ZT enumera entre sus certificaciones las normas ISO 9001, CE, CCC, TUV, RoHS, UL y TIA-942. La biblioteca de parámetros del producto también identifica la norma UL 1741 para los sistemas de energía en contenedores, la UL 94 V-0 para el comportamiento frente a la llama de la carcasa del contenedor con inteligencia artificial y la IP55 para la protección contra la entrada de sólidos y líquidos.

Antes de la compra, confirme el alcance y el número de la certificación correspondientes a la configuración ofrecida. Un logotipo en un folleto no es suficiente.

Para un contexto de diseño más amplio, consulte la Visión general de TIA-942 y la Recursos sobre centros de datos del Departamento de Energía de Estados Unidos .

Preguntas frecuentes

¿Qué debo enviar a ZT para una revisión inicial del dimensionamiento del contenedor?

Envíe el cronograma de bastidores, la lista de servidores o GPU, la carga máxima por bastidor, el voltaje, el requisito de redundancia, la duración de la reserva de respaldo, la preferencia de refrigeración y las condiciones del emplazamiento.

¿Es un contenedor de 40–70 kW un diseño de alta densidad?

No necesariamente. En la referencia estándar de ZT, 40–70 kW corresponde a la carga total de TI del contenedor de 40 pies. Una disposición de 40 kW con 8 bastidores equivale a 5 kW/bastidor.

¿Puedo usar la carga media por bastidor para dimensionar el sistema de refrigeración?

Úselo únicamente para una revisión inicial. El bastidor más caliente, no el promedio, puede determinar la colocación del flujo de aire, las tuberías y la unidad de refrigeración.

¿Cuándo debo considerar la refrigeración por líquido?

ZT normalmente evalúa la refrigeración por puerta trasera o híbrida en rangos de 30–50 kW/bastidor. Por encima de 50 kW/bastidor, la refrigeración por líquido a nivel de chip es la opción práctica.

¿Qué tamaños de CDU están disponibles?

ZT enumera capacidades de CDU desde 200 hasta 1400 kW, con control de temperatura secundaria de ±1 °C y una configuración redundante opcional 1+1.

¿Cuánto tiempo puede ahorrar la prefabricación?

ZT registra una reducción del 50–70 % en el tiempo de construcción in situ comparado con la construcción tradicional. La duración real del proyecto sigue dependiendo de los trabajos civiles, los permisos, los servicios públicos y el transporte.

Tres puntos que deben figurar en la hoja de portada de la solicitud de propuesta (RFP)

• Indique la carga máxima por bastidor, no solo la carga promedio.
• Etiquete por separado la carga total del contenedor, la carga por bastidor y la capacidad de refrigeración.
• Se requieren planos, cálculos y un plan de pruebas de fábrica antes de la aprobación.
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SOBRE ZT

Fundada en 2009, ZT (ZheJiang ZhiTing Information Technology Co., Ltd) diseña y fabrica infraestructura para centros de datos prefabricados desde una instalación de producción de 30 000 m² en Zhejiang, China, con más de 200 empleados. Su gama de productos incluye sistemas contenedorizados ISO de 20 y 40 pies, unidades de distribución de refrigeración (CDU), refrigeración en fila, sistemas ininterrumpidos de alimentación (UPS), bastidores y software de gestión de infraestructura de centros de datos (DCIM). Las certificaciones enumeradas por ZT incluyen ISO 9001, CE, CCC, TÜV, RoHS, UL y TIA-942.

Discutir el cronograma de bastidores con ZT

Para una primera revisión útil, envíe la lista real de bastidores y equipos, en lugar de un único objetivo de MW por proyecto. El equipo de ingeniería de ZT podrá entonces adaptar la disposición del contenedor, la cadena de alimentación eléctrica y la configuración de refrigeración a la carga declarada.

Solicite una consulta técnica o revisar el solución de centro de datos contenedorizado .

Fuentes

• Serie ASHRAE Datacom
• TIA: Documento técnico sobre refrigeración líquida para centros de datos
• Resumen de la norma TIA-942
• Departamento de Energía de EE. UU.: Centros de datos y servidores