Refrigeração líquida aliada à cablagem estruturada: compatibilidade de materiais, projeto de roteamento e soluções de vedação para racks de 30 kW a 120 kW

Sumário executivo: A revolução da computação de IA elevou a densidade de potência dos racks de data centers para 30 kW a mais de 120 kW, tornando o resfriamento líquido obrigatório. Mas o que acontece com a sua infraestrutura de cabeamento estruturado quando se introduzem fluidos dielétricos, manifolds de placas frias e tanques selados? Este artigo examina a compatibilidade de materiais, o projeto de roteamento e as soluções de vedação que todo engenheiro de cabeamento precisa entender antes de especificar a infraestrutura para clusters de IA com resfriamento líquido.

Resfriamento avançado de data center

Data centers de IA de alta densidade exigem refrigeração líquida — e a infraestrutura de cabeamento precisa se adaptar a essa demanda.

Capítulo 1: Por que o resfriamento líquido muda tudo para a cablagem

A revolução da computação com inteligência artificial elevou a densidade de energia dos racks de data centers muito além do que o resfriamento a ar tradicional consegue suportar:

Tipo de Implantação Potência típica de rack Método de refrigeração
Empresa padrão (2024) 8–15 kW Refrigeração por ar (corredor quente/frio)
Treinamento de IA (2026 - uso convencional) 30–60 kW Resfriamento líquido de placa fria
IA de ponta (2026) 80–120 kW Resfriamento por imersão (monofásico/bifásico)
Previsão para a próxima geração (2028) 150 kW–1.5 MW Imersão em duas fases + nível de instalação

Os chips TPU v7 do Google consomem 980W cada e exigem refrigeração 100% líquida. Essa mudança de paradigma térmico tem um impacto direto e frequentemente negligenciado na infraestrutura de cabeamento que percorre esses racks.

Ao introduzir refrigerante líquido — seja em placas frias acopladas aos chips ou como um banho de imersão completa — seu sistema de cabeamento enfrenta três novos desafios:

  1. Compatibilidade química: Os materiais de revestimento dos cabos resistirão ao contato prolongado com fluidos refrigerantes?
  2. Ciclagem de temperatura: Os conectores e as fibras conseguem manter o desempenho óptico em faixas de temperatura mais amplas?
  3. Vedação e proteção contra entrada de água e poeira: Como passar cabos através de barreiras de contenção de líquido refrigerante sem vazamentos?
Centro de Computação de Alta Velocidade

Os clusters de treinamento de IA exigem densidades de potência extremas — e a fiação deve operar de forma confiável juntamente com sistemas de refrigeração líquida.

Questão Chave

P: O resfriamento líquido realmente afeta tanto assim a fiação? Não afeta apenas os componentes internos do servidor?

A: Depende da abordagem de resfriamento. Resfriamento líquido de placa fria Tem um impacto direto mínimo na cablagem externa — o líquido refrigerante permanece em placas e tubos selados. Mas resfriamento por imersão Isso altera fundamentalmente o ambiente: toda a fiação dentro do tanque fica submersa em fluido dielétrico, exigindo materiais de revestimento adequados para exposição contínua a fluidos. Mesmo em sistemas de placas frias, as temperaturas ambientes mais elevadas e a presença de tubulações de refrigeração exigem um planejamento cuidadoso do roteamento e da separação dos cabos. Para obter informações sobre como esses requisitos se encaixam no contexto geral, consulte Cabeamento estruturado para data centers de IA: o que está mudando?.

Capítulo 2: Resfriamento por placa fria — Considerações sobre a fiação

Como funcionam os sistemas de placas frias

Os sistemas de placas frias fixam placas refrigeradas a líquido diretamente em CPUs, GPUs e chips ASIC. O líquido refrigerante (normalmente uma mistura de água e glicol) circula pelas placas, transportando o calor para uma Unidade de Distribuição de Líquido Refrigerante (CDU), que rejeita o calor para o sistema de água gelada do edifício ou para um resfriador a seco.

Nessa arquitetura, a fiação externa ao servidor (cabos de fibra óptica, cabos de conexão de cobre, cabos tronco) opera em um ambiente convencional de corredor refrigerado a ar. No entanto, ainda existem considerações importantes:

Roteamento de cabos em torno dos coletores de refrigeração

  • Manter o distanciamento: Os cabos de fibra óptica devem manter uma folga mínima de 50 mm dos coletores de alimentação e retorno do líquido de arrefecimento para evitar o acúmulo de calor e a condensação.
  • Utilize as vias de cabeamento designadas: Não passe cabos por dentro ou através de tubulações de placas frias — utilize bandejas de cabos suspensas ou sob o piso com barreiras físicas.
  • Plano de acesso para manutenção: Os sistemas de placa fria requerem inspeção periódica e aperto dos conectores. Certifique-se de que o roteamento dos cabos não bloqueie o acesso às conexões de desconexão rápida.

Temperaturas ambientes mais elevadas

Os sistemas de placas frias reduzem as temperaturas de exaustão do servidor, mas O ambiente geral do rack pode ficar mais quente. do que os designs tradicionais com refrigeração a ar, já que há menos circulação de ar no rack. Certifique-se de que seus produtos de cabeamento sejam classificados para operação contínua até 60°C — Cabos padrão com revestimento de PVC geralmente têm classificação de 70 °C, mas verifique a faixa de temperatura operacional para sua aplicação específica. Para uma análise detalhada das diferenças nos materiais de revestimento, consulte Revestimentos de cabos Ethernet em PVC versus LSZH.

Cenário de cabeamento de rede de fibra óptica

Mesmo em ambientes com placas frias, os cabos de fibra óptica devem manter distância dos coletores de líquido refrigerante e suportar temperaturas ambientes mais elevadas.

Soluções AMPCOM para ambientes com placas frias

Cabos de fibra óptica monomodo OS2: Jaquetas LSZH com classificação de -20°C a +70°C, adequadas para temperaturas elevadas em racks refrigerados a placas frias.

Conjuntos multimodo OM3/OM4/OM5: Testado em fábrica para garantir perda de inserção consistente em ambientes térmicos exigentes.

Painéis de Patch Modulares: Projetos de alta densidade que permitem a passagem de cabos em espaços reduzidos ao redor da infraestrutura de refrigeração.

Cabos de rede Cat6A LSZH: Mantenha a integridade do sinal até 70 °C com resistência superior à chama em ambientes de rack fechados.

Questão Chave

P: Os cabos de conexão RJ45 padrão suportam as temperaturas em um rack refrigerado a placa fria?

A: Cabos de rede Cat6A padrão geralmente funcionam bem — a temperatura ambiente em racks com placas frias raramente ultrapassa 45 °C. No entanto, para racks de GPUs de alta densidade, onde as temperaturas de exaustão podem aumentar consideravelmente, considere os cabos da AMPCOM. Cabos de conexão Cat6A LSZH que mantêm a integridade do sinal até 70°C e oferecem melhor resistência à chama em ambientes de racks fechados.

Capítulo 3: Resfriamento por Imersão — O Desafio da Cabeamento

Dois tipos de resfriamento por imersão

Fase única Bifásico
Como Funciona Servidores submersos em fluido dielétrico que permanece líquido O fluido dielétrico ferve na superfície do chip, o vapor sobe, condensa e retorna.
Temperatura do fluido 30-45 ° C 50-65 ° C
Controle de temperatura ± 2 ° C ± 1.5 ° C
Exposição de cabos Submersão contínua em fluido Imersão contínua em fluido + fase vapor
Requisitos de materiais Materiais de jaqueta compatíveis com fluidos É necessária a compatibilidade com fluidos da mais alta qualidade.
Centro de dados urbano

O resfriamento por imersão altera fundamentalmente o ambiente de cabeamento — a seleção de materiais torna-se crucial.

O fator crítico: compatibilidade do revestimento do cabo

Nem todas as capas de cabos são resistentes à imersão. Os fluidos dielétricos utilizados no resfriamento por imersão (hidrocarbonetos sintéticos, fluorocarbonos ou fluidos dielétricos projetados) podem:

  • inchar Materiais comuns para revestimento (PVC, padrão LSZH), proteção mecânica degradante
  • Extrair plastificantes proveniente do PVC, contaminando o líquido de arrefecimento e causando turbidez.
  • Degradar revestimentos de fibra óptica se o tubo tampão for rompido
  • Conexão de ponteira de conector de ataque materiais em conectores ópticos submersos

Requisitos de cabeamento para imersão

Componente Padrão Classificação de imersão
revestimento exterior PVC ou LSZH PE, PUR ou FEP (compatível com fluidos)
Tubos tampão PBT ou aço inoxidável PBT ou aço inoxidável (geralmente adequados)
Botas de conexão Borracha ou plástico padrão Silicone ou FEP — evite botas de borracha
Fibra ótica Revestimento padrão de 250 μm Tubos tampão internos padrão; evitar segmentos de fibra expostos
Testes Testes padrão IEC Exposição mínima de 1,000 horas de imersão contínua.

Práticas de design específicas para imersão

  1. Minimize as conexões dentro do tanque: Utilize conjuntos selados e com terminações de fábrica em vez de conexões com terminações de campo submersas em fluido.
  2. Utilize pontos de entrada de cabos selados: As buchas de cabos, adequadas ao fluido dielétrico específico, impedem a migração do fluido ao longo da capa do cabo.
  3. Plano para drenagem de fluidos durante a manutenção: O roteamento dos cabos deve permitir o escoamento do fluido das superfícies dos cabos quando os servidores forem removidos para manutenção.
  4. Especificar conjuntos de longa duração: Ambientes de imersão aceleram o envelhecimento — escolha cabos com dados comprovados de testes de imersão (mínimo de 1,000 horas de exposição contínua).
Características dos cabos de fibra óptica

As montagens de fibra óptica em ambientes de imersão exigem materiais de revestimento e especificações de conectores específicos.

Questão Chave

P: Posso usar meus cabos de fibra óptica existentes em um tanque resfriado por imersão?

A: Geralmente nãoCabos de conexão padrão de PVC ou LSZH não são adequados para imersão contínua em fluido dielétrico. O material da capa pode inchar, os materiais da proteção podem se degradar e a lixiviação do plastificante pode contaminar o fluido refrigerante. Você precisa de conjuntos projetados especificamente para imersãoA AMPCOM pode fornecer conjuntos de fibra personalizados compatíveis com imersão, com compatibilidade de fluido verificada para o seu tipo específico de refrigerante. Para selecionar o tipo de fibra correto para sua aplicação, consulte Como escolher o tipo certo de fibra: monomodo vs multimodo.

Capítulo 4: Arquitetura prática de cabeamento para clusters de IA com refrigeração líquida

Arquitetura recomendada: Cabeamento por zonas com pontos de transição

Para clusters de treinamento de IA que utilizam resfriamento líquido, recomendamos um arquitetura de cabeamento de três níveis:

Arquitetura de cabeamento de refrigeração líquida de três níveis

Nível 1 — Espinha dorsal / Núcleo (Ambiente convencional):
Cabos tronco MPO dos switches de espinha dorsal às fileiras de racks. Fibra óptica OS2/OM4/OM5 padrão e cabos de cobre Cat6A/Cat8 operam normalmente em ambientes com refrigeração a ar. Consulte Soluções de fibra MPO para orientações sobre a configuração do tronco.

Nível 2 — Ponto de Transição (Limite de Tanques):
As buchas de cabos com classificação IP68 ou adaptadores de anteparo selados mantêm a contenção do fluido no ponto de penetração no tanque. É aqui que os cabos padrão encontram os cabos com classificação para imersão.

Nível 3 — Conexões internas (ambiente de imersão):
Cabos de conexão curtos, próprios para imersão (1 a 3 m por conexão), para conectar servidores a switches de topo de rack. Todas as conexões devem utilizar materiais de revestimento e proteção resistentes a fluidos.

Princípios-chave de design

  1. Mantenha as corridas mais longas fora do ambiente de imersão: Os cabos tronco MPO e os cabos de interconexão permanecem em espaços convencionais com refrigeração a ar, onde a cablagem padrão é plenamente adequada.
  2. Minimize o comprimento dos cabos submersos: Apenas as conexões internas do rack precisam de cabos com classificação para imersão — normalmente apenas de 1 a 3 metros por conexão.
  3. Utilize painéis de transição selados: Na extremidade do tanque, utilize prensa-cabos com classificação IP68 ou adaptadores de anteparo selados para manter a contenção do fluido.
  4. Elimine tudo o que for possível antecipadamente: Em ambientes de imersão, a terminação em campo é extremamente difícil e pouco confiável. Conjuntos com terminação de fábrica são essenciais.
Cabeamento do Centro de Computação de Alta Velocidade

Um sistema de cabeamento bem projetado separa os ambientes convencionais dos de imersão em pontos de transição selados.

Soluções AMPCOM para Data Centers com Refrigeração Líquida

Cabos Tronco MPO/MTP: Para instalações de backbone em ambientes convencionais que suportam conectividade 800G/1.6T

Cabos de fibra óptica personalizados para imersão: Materiais de revestimento compatíveis com fluidos (PE/PUR/FEP) com conectores selados.

Prensa-cabos e adaptadores de anteparo com classificação IP68: Para pontos de penetração do tanque — mantendo limites selados

Painéis de conexão modulares de alta densidade: Otimizado para folgas mais apertadas em ambientes de racks com refrigeração líquida.

Consulta de design pré-venda: Otimize sua arquitetura de cabeamento para tecnologias de resfriamento específicas.

Explore nossa gama completa: Guia de tipos de cabos de fibra óptica e Seleção estratégica de fibras.

Questão Chave

P: Estamos modernizando um data center existente, substituindo o resfriamento a ar por resfriamento líquido com placas frias. Precisamos substituir o cabeamento existente?

A: Na maioria das adaptações de placas frias, A cablagem existente pode permanecer no local. Como a alteração no sistema de refrigeração não afeta a infraestrutura de cabos externos, você deve: (1) verificar se os cabos existentes não bloqueiam as rotas de instalação do coletor de placas frias, (2) garantir que as especificações dos cabos sejam compatíveis com as temperaturas operacionais potencialmente mais altas e (3) reavaliar sua infraestrutura de gerenciamento de cabos para o novo layout do rack. A equipe de engenharia da AMPCOM pode realizar uma avaliação no local para identificar as alterações necessárias. Para planejamento de retrofit, consulte também Quando é recomendável substituir um painel de conexão em vez de reorganizá-lo?

Conclusão

O resfriamento líquido — seja por placa fria ou imersão — deixou de ser opcional para data centers de IA que operam com densidades de rack acima de 30 kW. Para cabeamento estruturado, isso significa novos requisitos em torno de compatibilidade de materiais, classificação de temperatura, vedação e projeto de roteamentoA boa notícia: com as especificações de produto e a abordagem arquitetônica corretas, esses desafios são administráveis.

A chave é Envolva seu parceiro de cabeamento logo no início da fase de projeto.Especificar materiais com classificação para imersão quando necessário e aproveitar conjuntos pré-montados para garantir um desempenho confiável nesses ambientes exigentes.

Artigos Relacionados

AMPCOM

Equipe Técnica da AMPCOM

Especialistas do setor com mais de 15 anos de experiência em cabeamento estruturado de data centers e integração de refrigeração líquida.

Está planejando implantar um data center com refrigeração líquida?

Entre em contato com a equipe técnica da AMPCOM para uma análise gratuita do projeto de cabeamento e uma consulta sobre as especificações do produto.

Obtenha Consulta Gratuita
Voltar à coluna

Deixe um comentário

Observe que os comentários precisam ser aprovados antes de serem publicados.