De Industry is Nog Niet Klaar voor de Verandering

Datacenters: de Ruggengraat van de Digitale Economie

Datacenters zijn de kritische infrastructuren die de digitale economie ondersteunen. Ze verwerken alles, van videogesprekken en Netflix-streaming tot financiële transacties en het trainen van kunstmatige intelligentiemodellen (AI). Echter, de energievraag van de nieuwe processors en GPU’s bereikt ongekende niveaus en traditionele luchtkoeling blijkt niet meer toereikend.

In deze context komt onderdompelkoeling — tot voor kort nog beschouwd als een excentrieke technologie die alleen voor supercomputers of cryptomining werd gebruikt — naar voren als de enige haalbare oplossing op de middellange termijn. Maar de industrie, nog steeds gebonden aan de paradigma’s van het verleden, is niet voorbereid op een grootschalige adoptie van deze transformatie.

De Grenzen van Lucht: Waarom Traditionele Methoden Niet Meer Volstaan

Gedurende tientallen jaren is het ontwerp van datacenters gebaseerd op luchtkoelsystemen: koude en warme gangen, technische vloeren, steeds krachtigere ventilatoren en geavanceerde klimaatstrategieën. Dit model, ondanks zijn lange levensduur, bereikt zijn grenzen:

• Stijgende Dichtheid: AI- en HPC-racks overschrijden gemakkelijk de 50-100 kW, cijfers die onmogelijk zijn te dissiperen met alleen lucht.
• Steeds Krachtigere Processors: GPU’s zoals NVIDIA Blackwell of AMD MI300 verbruiken meer dan 700-1.000 watt per chip.
• Regulerende Eisen: Europa stimuleert energiedoelstellingen met PUE-waarden dicht bij 1,1, die moeilijk te behalen zijn met conventionele klimaatbeheersingssystemen.

Het resultaat is duidelijk: hoewel goedkoop en bekend, is lucht niet langer voldoende voor het nieuwe tijdperk van intensieve computergebruik.

Hoe Onderompelkoeling Werkt en Wat het Biedt

Onderompelkoeling omvat het onderdompelen van servers in niet-conductieve dielectrische vloeistoffen, die rechtstreeks de warmte kunnen opnemen die door elektronische componenten wordt gegenereerd.

De voordelen zijn onder andere:

• Energie-efficiëntie: kan PUE-waarden onder de 1,05 behalen.
• Hogere Dichtheid per Rack: ondersteunt configuraties van meer dan 100 kW, cruciaal in AI-clusters.
• Minder Geluid en Trillingen: door ventilatoren te elimineren, verlengt het ook de levensduur van de apparatuur.
• Duurzaamheid: vermindert het waterverbruik vergeleken met koeltorens en vergemakkelijkt de hergebruik van restwarmte in stedelijke netwerken of industriële processen.

Bedrijven zoals Submer, GRC en Asperitas hebben de levensvatbaarheid al aangetoond in pilotprojecten. Zelfs giganten als Microsoft, Meta en Alibaba voeren grootschalige tests uit.

Waarom Wordt het Nog Niet Massaal Aangenomen?

Ondanks de voordelen vertegenwoordigt onderdompelkoeling momenteel minder dan 1% van de wereldwijde geinstalleerde capaciteit. De barrières zijn talrijk:

1. Inertie van het Ecosysteem: racks, servers en datacenters zijn ontworpen voor lucht, niet voor vloeistoffen.
2. Hoge Initiële Kosten: de initiële investering kan hoger zijn, hoewel de operationele besparingen op de middellange termijn duidelijk zijn.
3. Niet-gestandaardiseerde Vloeistoffen: dielectrische vloeistoffen zijn duur en er is nog geen consensus over hun duurzaamheid en recycling.
4. Risicocultuur: bedrijven twijfelen om kritisch hard- en software ter waarde van miljoenen euro’s te onderdompelen.
5. Beperkte Ondersteuning van Fabrikanten: grote OEM’s zoals Dell, HPE of Supermicro beginnen pas net met het certificeren van apparatuur die geschikt is voor onderdompeling.

Een Steeds Dichterbij Komende Onvermeidelijkheid

De natuurkunde liegt niet: lucht kan de warmte die de datacenters van de toekomst zullen genereren, niet dissiperen. Daarom is onderdompelkoeling geen voorbijgaande hype, maar een technische noodzaak die zich uiteindelijk zal opleggen.

Volgens voorspellingen kan de markt voor onderdompelkoeling jaarlijks groeien met meer dan 20% tot 2030. Dit tempo kan echter onvoldoende zijn gezien de groei van het elektriciteitsverbruik door AI, dat voor het einde van het decennium wel eens drie tot vier keer zo hoog kan worden.

Dit roept een vraag op: is de industrie in staat om zich tijdig aan te passen om een “koelingscrisis” te voorkomen?

Wat Er Nodig Is om de Adoptie te Versnellen

Om deze technologie tot standaard te maken, wijzen experts op verschillende essentiële stappen:

• Normalisatie van Vloeistoffen en Apparatuur, met duidelijke standaarden die de perceptie van risico verminderen.
• Geoptimaliseerde Hardware-ontwerpen, die vanaf de fabriek voor onderdompeling zijn gedacht en geen eenvoudige aanpassingen zijn.
• Opleiding van Technici en Operators, die in staat zijn om vloeibare infrastructuren te onderhouden.
• Regulerende Stimulansen, vooral in Europa en de VS, waar klimaatdoelstellingen de industrie onder druk zetten om de energie-efficiëntie te verbeteren.

Conclusie: de Toekomst Is al Onder Water

Onderompelkoeling is het onvermijdelijke antwoord op de thermische uitdagingen van kunstmatige intelligentie, high-performance computing en hyper-scaled cloud. De vraag is niet of het massaal zal worden geïmplementeerd, maar wanneer en met welke snelheid.

Wat vandaag nog een excentrieke technologie lijkt, zal binnen een paar jaar een onmisbare standaard zijn om de digitale economie draaiende te houden.

Veelgestelde Vragen (FAQ) over Onderompelkoeling

1. Wat is het verschil tussen traditionele vloeistofkoeling en onderdompeling?
Traditionele vloeistofkoeling maakt gebruik van gesloten circuits van water of glycool die door koude blokken lopen in contact met CPU’s en GPU’s. Onderdompeling daarentegen dompelt de apparatuur volledig onder in dielectrische vloeistoffen, wat een hogere efficiëntie mogelijk maakt en ventilatoren elimineert.

2. Wat zijn de kosten van het implementeren van onderdompelkoeling?
De initiële investering kan 20% tot 40% hoger zijn dan een luchtkoelsysteem, maar de besparingen op elektriciteitsverbruik, onderhoud en ruimte maken het mogelijk om de investering binnen 3-5 jaar terug te verdienen, afhankelijk van de dichtheid van het datacenter.

3. Is het veilig voor elektronische apparatuur?
Ja. De gebruikte vloeistoffen zijn niet-conductief en ontworpen om de componenten niet te beschadigen. Sommige studies geven zelfs aan dat de levensduur van servers toeneemt dankzij de vermindering van trillingen en stof.

4. Wat is de impact op duurzaamheid?
Zeer positief: het vermindert het waterverbruik, verbetert de energie-efficiëntie en vergemakkelijkt het terugwinnen van warmte voor verwarmingssystemen of industriële processen.

5. Wanneer zal de massale adoptie plaatsvinden?
Analisten geloven dat we tussen 2027 en 2030 een omslagpunt zullen zien, aangedreven door de werklasten van AI en de regulatory pressure.