{"id":35465,"date":"2026-08-20T14:56:57","date_gmt":"2026-08-20T06:56:57","guid":{"rendered":"https:\/\/soeteck.com\/?p=35465"},"modified":"2026-08-20T14:57:00","modified_gmt":"2026-08-20T06:57:00","slug":"high-performance-computing-cooling","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/soeteck.com\/pt\/news-and-insights\/blogs\/high-performance-computing-cooling\/","title":{"rendered":"Arrefecimento em computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho: escolha de arquiteturas de arrefecimento para GPUs que ultrapassam os limites do arrefecimento por ar"},"content":{"rendered":"

Resfriamento para computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho<\/a><\/strong> ultrapassou um limiar decisivo. Aceleradores de IA, como o NVIDIA H100 com 700 W e o Blackwell B200 com 1.000 W, elevam as densidades de rack para al\u00e9m de 100 kW, enquanto o resfriamento a ar tem seu limite em torno de 25 a 30 kW por rack. A resposta da ind\u00fastria \u00e9 o resfriamento l\u00edquido, mercado que, segundo a Dell'Oro Group, deve atingir cerca de US$ 7 bilh\u00f5es at\u00e9 2029. Para operadores de HPC, a quest\u00e3o n\u00e3o \u00e9 mais se adotar o resfriamento l\u00edquido, mas qual arquitetura se adequa \u00e0 carga de trabalho, ao or\u00e7amento e \u00e0s restri\u00e7\u00f5es da instala\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Por que raz\u00e3o o arrefecimento da computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho se tornou o principal gargalo nos clusters de IA?<\/h2>\n\n\n\n

A f\u00edsica da transfer\u00eancia de calor por convec\u00e7\u00e3o imp\u00f5e um limite m\u00e1ximo inulpass\u00e1vel ao arrefecimento por ar; as ventoinhas e os dissipadores de calor n\u00e3o conseguem ultrapass\u00e1-lo. A pot\u00eancia dos aceleradores tem aumentado acentuadamente: o H100 funciona a 700 W, o Blackwell B200 a 1 000 W e espera-se que o Rubin, da pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o, atinja valores ainda mais elevados, de acordo com o The Cooling Report. Um cluster denso de treino de IA eleva a densidade dos racks para al\u00e9m dos 100 kW, aproximando-se dos 120 kW em algumas configura\u00e7\u00f5es. Os projetos da pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o t\u00eam como objetivo atingir 200 a 250 kW por rack, raz\u00e3o pela qual o arrefecimento da computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho passou a ser uma prioridade na agenda de projeto.<\/p>\n\n\n\n

\"Arrefecimento<\/figure>\n\n\n\n

O MI300X da AMD e o Gaudi 3 da Intel tamb\u00e9m excedem os limites de consumo energ\u00e9tico que o arrefecimento por ar consegue suportar, pelo que este n\u00e3o \u00e9 um problema exclusivo de um \u00fanico fornecedor. Prev\u00ea-se que as cargas de trabalho globais de IA atinjam cerca de 44 GW em 2026, ultrapassando as cargas de trabalho n\u00e3o relacionadas com a IA, que rondam os 38 GW. Quando um rack consome mais energia do que um pequeno edif\u00edcio de escrit\u00f3rios, a refrigera\u00e7\u00e3o limita a densidade computacional, os custos energ\u00e9ticos e o tempo de atividade. As decis\u00f5es relativas \u00e0 refrigera\u00e7\u00e3o na computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho determinam agora se um cluster funciona em plena utiliza\u00e7\u00e3o ou se \u00e9 limitado devido ao stress t\u00e9rmico.<\/p>\n\n\n\n

Quais s\u00e3o as principais tecnologias de refrigera\u00e7\u00e3o utilizadas atualmente na computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho?<\/h2>\n\n\n\n

Tr\u00eas fam\u00edlias tecnol\u00f3gicas dominam as instala\u00e7\u00f5es modernas de HPC. O arrefecimento convencional por ar utiliza unidades de tratamento de ar, ventoinhas e dissipadores de calor na sala de servidores para dissipar o calor. O arrefecimento l\u00edquido direto no chip, tamb\u00e9m denominado arrefecimento por placa fria, faz circular o l\u00edquido de arrefecimento atrav\u00e9s de placas met\u00e1licas montadas nas CPUs, GPUs e m\u00f3dulos de mem\u00f3ria. O arrefecimento por imers\u00e3o submerge servidores inteiros num fluido diel\u00e9trico, em configura\u00e7\u00f5es monof\u00e1sicas ou bif\u00e1sicas. Cada fam\u00edlia responde a um leque diferente de requisitos de arrefecimento na computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho.<\/p>\n\n\n\n

Os dados sobre a ado\u00e7\u00e3o mostram a rapidez com que o panorama est\u00e1 a mudar. O inqu\u00e9rito \u00abCooling Systems Survey 2024\u00bb do Uptime Institute, baseado em 964 inquiridos, revelou que 22 por cento j\u00e1 utilizam refrigera\u00e7\u00e3o l\u00edquida direta nas suas instala\u00e7\u00f5es, enquanto 61 por cento considerariam essa op\u00e7\u00e3o no futuro. Quase metade dos utilizadores de DLC refere que menos de 10% dos seus racks de TI utilizam esta tecnologia. No que diz respeito ao arrefecimento para computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho, a quest\u00e3o pr\u00e1tica j\u00e1 n\u00e3o \u00e9 de que fornecedor comprar, mas sim qual a arquitetura a padronizar \u00e0 medida que as densidades aumentam.<\/p>\n\n\n\n

Quanto calor consegue eliminar o sistema tradicional de arrefecimento por ar para computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho?<\/h2>\n\n\n\n

O arrefecimento por ar tem um limite pr\u00e1tico de cerca de 25 a 30 kW por rack, um limite que n\u00e3o sofreu altera\u00e7\u00f5es significativas ao longo dos anos. A otimiza\u00e7\u00e3o n\u00e3o consegue ultrapassar esse limite. Qualquer cluster de HPC que exceda cerca de 30 kW por rack requer uma estrat\u00e9gia diferente de dissipa\u00e7\u00e3o de calor. Compreender este limite \u00e9 o primeiro passo em qualquer estrat\u00e9gia de arrefecimento para computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho.<\/p>\n\n\n\n

A diferen\u00e7a de efici\u00eancia \u00e9 igualmente vis\u00edvel na efic\u00e1cia do consumo de energia. Os centros de dados tradicionais refrigerados a ar t\u00eam, h\u00e1 muito, funcionado com um PUE superior a 1,8, de acordo com a China Economic Net. A refrigera\u00e7\u00e3o consome normalmente 30 a 40 por cento da energia total do centro de dados, ficando apenas atr\u00e1s do pr\u00f3prio equipamento de TI, que representa 45 a 60 por cento. As instala\u00e7\u00f5es com refrigera\u00e7\u00e3o l\u00edquida podem reduzir o PUE para valores inferiores a 1,1, e os oito n\u00f3s centrais nacionais da China apresentam agora uma m\u00e9dia de cerca de 1,25. No que diz respeito \u00e0 refrigera\u00e7\u00e3o para computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho, esta diferen\u00e7a de efici\u00eancia traduz-se diretamente nos custos operacionais, na pegada de carbono e na capacidade de aumentar a capacidade computacional dentro de um limite energ\u00e9tico existente.<\/p>\n\n\n\n

\u00abDirect-to-Chip\u00bb ou imers\u00e3o: qual a arquitetura de refrigera\u00e7\u00e3o para computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho que deve escolher?<\/h2>\n\n\n\n

O arrefecimento l\u00edquido direto no chip consiste na fixa\u00e7\u00e3o de placas de arrefecimento aos componentes que geram mais calor, removendo a maior parte do calor na pr\u00f3pria fonte. O arrefecimento por imers\u00e3o consiste em submergir o servidor na totalidade num fluido diel\u00e9trico, dissipando praticamente todo o calor de todos os componentes. A escolha entre estas duas op\u00e7\u00f5es define todo o plano de desenvolvimento do arrefecimento na computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho, pelo que a decis\u00e3o merece uma an\u00e1lise cuidadosa.<\/p>\n\n\n\n

\"Arrefecimento<\/figure>\n\n\n\n

O Dell\u2019Oro Group refere que o arrefecimento l\u00edquido direto monof\u00e1sico consolidou a sua posi\u00e7\u00e3o como a arquitetura dominante para clusters de IA. Para a maioria das organiza\u00e7\u00f5es, o arrefecimento direto no chip constitui o caminho mais r\u00e1pido para obter capacidade de arrefecimento em computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho, com o m\u00ednimo de perturba\u00e7\u00f5es operacionais. O arrefecimento por imers\u00e3o continua a ser uma op\u00e7\u00e3o atraente nos casos em que as metas de densidade excedem a capacidade de adapta\u00e7\u00e3o das instala\u00e7\u00f5es existentes ou quando os operadores pretendem eliminar o tratamento do ar.<\/p>\n\n\n\n

Quanto custa uma atualiza\u00e7\u00e3o do sistema de refrigera\u00e7\u00e3o de um sistema de computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho e quanto permite poupar?<\/h2>\n\n\n\n

A rentabilidade do arrefecimento em computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho est\u00e1 a melhorar \u00e0 medida que o mercado cresce. O Dell\u2019Oro Group prev\u00ea que o mercado mundial de arrefecimento l\u00edquido atinja cerca de $7 mil milh\u00f5es em receitas dos fabricantes at\u00e9 2029. Na China, o mercado de refrigera\u00e7\u00e3o l\u00edquida para centros de computa\u00e7\u00e3o inteligentes atingiu 18,4 mil milh\u00f5es de RMB em 2024, registando um crescimento de 66,1% em rela\u00e7\u00e3o ao ano anterior, e poder\u00e1 atingir cerca de 130 mil milh\u00f5es de RMB at\u00e9 2029, de acordo com a Academia Chinesa de Tecnologia da Informa\u00e7\u00e3o e Comunica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

A poupan\u00e7a no arrefecimento da computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho \u00e9 impulsionada pela redu\u00e7\u00e3o do PUE. Passar de um PUE de 1,8 para um valor inferior a 1,2 pode reduzir o consumo de energia relacionado com o arrefecimento em mais de metade. Os n\u00f3s dos centros nacionais apresentam atualmente um PUE m\u00e9dio entre 1,2 e 1,3, e os projetos com refrigera\u00e7\u00e3o l\u00edquida t\u00eam demonstrado um PUE inferior a 1,1. A reutiliza\u00e7\u00e3o do calor acrescenta outra fonte de receitas: o l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o quente pode alimentar redes de aquecimento urbano, transformando o calor residual num ativo. Ao longo de um ciclo de vida de cinco anos da instala\u00e7\u00e3o, as poupan\u00e7as energ\u00e9ticas decorrentes das melhorias no arrefecimento da computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho superam normalmente o custo de capital do pr\u00f3prio equipamento.<\/p>\n\n\n\n

Como se faz a migra\u00e7\u00e3o de um sistema de refrigera\u00e7\u00e3o para computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho sem tempo de inatividade?<\/h2>\n\n\n\n

A migra\u00e7\u00e3o segue um padr\u00e3o por fases que protege as cargas de trabalho em execu\u00e7\u00e3o. Em primeiro lugar, audite a carga t\u00e9rmica real por rack utilizando telemetria, em vez dos valores nominais indicados na placa de identifica\u00e7\u00e3o. Em segundo lugar, realize um teste-piloto numa fila ou parti\u00e7\u00e3o, validando o fluxo do l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o, a dete\u00e7\u00e3o de fugas e o controlo da temperatura sob carga de produ\u00e7\u00e3o. Em terceiro lugar, expanda de forma incremental, dando prioridade aos racks mais densos, onde a refrigera\u00e7\u00e3o por ar j\u00e1 \u00e9 insuficiente. Um plano faseado permite que as atualiza\u00e7\u00f5es do sistema de refrigera\u00e7\u00e3o da computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho sejam previs\u00edveis.<\/p>\n\n\n\n

Uma unidade de distribui\u00e7\u00e3o de l\u00edquido de arrefecimento constitui o ponto central de integra\u00e7\u00e3o, isolando a \u00e1gua da instala\u00e7\u00e3o do l\u00edquido de arrefecimento dos servidores e controlando o caudal e a temperatura. Os coletores encaminham o l\u00edquido de arrefecimento para cada servidor, e os encaixes de desconex\u00e3o r\u00e1pida permitem a manuten\u00e7\u00e3o sem esvaziar o circuito. A dete\u00e7\u00e3o de fugas deve estar presente em todas as liga\u00e7\u00f5es, e a monitoriza\u00e7\u00e3o deve acompanhar as temperaturas do l\u00edquido de arrefecimento e da jun\u00e7\u00e3o do chip. No caso de gera\u00e7\u00f5es mistas de hardware, mantenha uma pequena zona refrigerada a ar para os servidores mais antigos. Qualquer migra\u00e7\u00e3o do sistema de refrigera\u00e7\u00e3o de computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho deve ser revers\u00edvel ao n\u00edvel do rack, para que uma implementa\u00e7\u00e3o mal sucedida afete apenas uma parti\u00e7\u00e3o e n\u00e3o todo o cluster.<\/p>\n\n\n\n

Que ganhos em termos de fiabilidade e desempenho pode o arrefecimento para a computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho proporcionar?<\/h2>\n\n\n\n

O arrefecimento l\u00edquido elimina a limita\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica que afeta os aceleradores arrefecidos a ar. As temperaturas baixas e constantes permitem que as GPUs funcionem \u00e0 velocidade m\u00e1xima do rel\u00f3gio durante per\u00edodos prolongados, reduzindo os tempos de treino e simula\u00e7\u00e3o. A plataforma Neptune da Lenovo, que coloca placas de refrigera\u00e7\u00e3o diretamente sobre as GPUs e os m\u00f3dulos de mem\u00f3ria, apresenta menos abrandamentos e uma vida \u00fatil mais longa do hardware, uma vez que os picos t\u00e9rmicos s\u00e3o eliminados. Estas vantagens transformam a refrigera\u00e7\u00e3o da computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho numa alavanca de desempenho, e n\u00e3o apenas numa funcionalidade utilit\u00e1ria.<\/p>\n\n\n\n

Os operadores tamb\u00e9m est\u00e3o a utilizar g\u00e9meos digitais para ajustar o comportamento do arrefecimento. A equipa do Laborat\u00f3rio Nacional de Oak Ridge respons\u00e1vel pelo Frontier, o supercomputador de exaescala, criou um g\u00e9meo digital que simula a telemetria de pot\u00eancia e arrefecimento, permitindo aos engenheiros testar a temperatura da \u00e1gua de arrefecimento e altera\u00e7\u00f5es na programa\u00e7\u00e3o antes de as aplicar na m\u00e1quina real. Isto reduz o risco de realizar experi\u00eancias num sistema demasiado valioso para ser testado diretamente. O arrefecimento na computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho est\u00e1, assim, a evoluir de um recurso est\u00e1tico para um subsistema gerido ativamente, onde a fiabilidade, a efici\u00eancia e o desempenho s\u00e3o otimizados em conjunto.<\/p>\n\n\n\n

Como ir\u00e1 evoluir o arrefecimento na computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho at\u00e9 2030?<\/h2>\n\n\n\n

Tr\u00eas tend\u00eancias ir\u00e3o definir o arrefecimento na computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho at\u00e9 ao final da d\u00e9cada. Em primeiro lugar, o arrefecimento l\u00edquido direto monof\u00e1sico continuar\u00e1 a ser a op\u00e7\u00e3o padr\u00e3o para os clusters de IA, enquanto as abordagens bif\u00e1sicas e de imers\u00e3o amadurecem para nichos espec\u00edficos. Em segundo lugar, as densidades dos racks continuar\u00e3o a aumentar; j\u00e1 existem projetos que visam 200 a 250 kW por rack, o que eleva as temperaturas do l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o e torna a reutiliza\u00e7\u00e3o do calor mais atraente. Em terceiro lugar, a integra\u00e7\u00e3o nas instala\u00e7\u00f5es aprofundar-se-\u00e1, com o arrefecimento l\u00edquido a ser integrado nos edif\u00edcios desde o in\u00edcio e a recupera\u00e7\u00e3o de calor a tornar-se padr\u00e3o em climas frios.<\/p>\n\n\n\n

A implica\u00e7\u00e3o estrat\u00e9gica \u00e9 clara: o arrefecimento na computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho \u00e9 agora uma decis\u00e3o arquitet\u00f3nica fundamental, e n\u00e3o um aspeto secund\u00e1rio das instala\u00e7\u00f5es. As organiza\u00e7\u00f5es que adotarem como padr\u00e3o racks preparados para arrefecimento l\u00edquido, equipas com forma\u00e7\u00e3o adequada e ferramentas de monitoriza\u00e7\u00e3o ir\u00e3o integrar cada nova gera\u00e7\u00e3o de GPUs sem necessidade de reestruturar as suas instala\u00e7\u00f5es. Aquelas que esperarem que o arrefecimento por ar falhe sob carga enfrentar\u00e3o migra\u00e7\u00f5es apressadas e tempos de inatividade que poderiam ter sido evitados.<\/p>\n\n\n\n

Conclus\u00e3o<\/h2>\n\n\n\n

O arrefecimento em computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho passou de uma medida opcional de efici\u00eancia para um requisito obrigat\u00f3rio para clusters \u00e0 escala da IA. O arrefecimento por ar atinge um limite de cerca de 25 a 30 kW por rack, enquanto os aceleradores da classe B200 levam os racks a ultrapassar os 100 kW. O arrefecimento l\u00edquido direto no chip \u00e9 a solu\u00e7\u00e3o dominante a curto prazo. Os dados do Uptime Institute revelam que 22 por cento das instala\u00e7\u00f5es j\u00e1 utilizam DLC, a Dell\u2019Oro prev\u00ea um mercado de $7 mil milh\u00f5es at\u00e9 2029 e as instala\u00e7\u00f5es com refrigera\u00e7\u00e3o l\u00edquida atingem habitualmente um PUE inferior a 1,2. A estrutura \u00e9 pr\u00e1tica: audite a sua carga t\u00e9rmica, fa\u00e7a um teste-piloto numa parti\u00e7\u00e3o, padronize a utiliza\u00e7\u00e3o de racks preparados para refrigera\u00e7\u00e3o l\u00edquida e expanda a escala com monitoriza\u00e7\u00e3o. Cada decis\u00e3o tomada hoje em mat\u00e9ria de refrigera\u00e7\u00e3o para computa\u00e7\u00e3o de alto desempenho determinar\u00e1 quais as organiza\u00e7\u00f5es que poder\u00e3o implementar a pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o de aceleradores em plena utiliza\u00e7\u00e3o.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

High performance computing cooling has crossed a decisive threshold. AI accelerators such as NVIDIA’s H100 at 700 W and the Blackwell B200 at 1,000 W push rack densities past 100 kW, while air cooling tops out near 25 to 30 kW per rack. The industry answer is liquid cooling, a market Dell’Oro Group projects will […]<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":35471,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"pgc_sgb_lightbox_settings":"","footnotes":""},"categories":[630,629],"tags":[],"class_list":["post-35465","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blogs","category-news-and-insights"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/soeteck.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/35465","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/soeteck.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/soeteck.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/soeteck.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/5"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/soeteck.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=35465"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/soeteck.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/35465\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":35475,"href":"https:\/\/soeteck.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/35465\/revisions\/35475"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/soeteck.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media\/35471"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/soeteck.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=35465"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/soeteck.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=35465"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/soeteck.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=35465"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}