Direct-to-chip versus immersiekoeling — kies wat uw datacenter echt kan waarmaken

Vloeistofkoeling is geen onderzoeksonderwerp meer maar een inkoopvraag. Het juiste antwoord hangt minder af van de techniek dan van wat het pand schriftelijk wil vastleggen.

Boven ruwweg 30 kW per rack houdt luchtkoeling op te werken. Boven 50 kW is ze niet meer te verdedigen, ook niet met afgesloten warme gangen, verhoogde druk en agressief ontworpen CRAH-units. AI-trainingsracks zitten inmiddels standaard boven 60 kW; nieuwe generaties versnellers gaan richting 120 kW en meer. Vloeistofkoeling is daarmee een inkoopvraag geworden, geen R&D-vraag.

Twee technieken zijn vandaag in Europa productierijp. Welke de juiste is voor een concrete opstelling hangt af van drie dingen: dichtheid, beperkingen bij verbouwing, en wat het pand schriftelijk wil vastleggen.

Direct-to-chip (D2C)

Op elk onderdeel met een hoog vermogen — meestal GPU’s en CPU’s — zit een koelplaat, en een vloeistofcircuit voert de warmte af naar een verdeelunit (CDU) op rack- of rijniveau. Die CDU wisselt de warmte uit met het koudwatercircuit van het pand. Wat niet op een koelplaat zit (geheugen, NVMe, netwerkkaarten) blijft luchtgekoeld op chassisniveau.

Waar D2C wint:

  • Geschikt voor verbouwing. De meeste moderne Tier III-panden kunnen D2C aan met overzienbare aanpassingen — vooral een koudwatercircuit tot aan het rack en ruimte voor de CDU. Wij zien dat nu gebeuren in geselecteerde panden in Nederland, Duitsland en België.
  • Haalbare dichtheid. Opstellingen in productie zitten vandaag tussen 60 en 100 kW per rack, met warmtewisselaars in de achterdeur voor de resterende luchtbelasting. Meer kan, maar vraagt herontwerp.
  • Ondersteuning door leveranciers. Alle grote serverleveranciers leveren D2C-geschikte modellen en de integratiepatronen zijn goed gedocumenteerd.

Waar D2C lastiger is:

  • Leidingwerk in het rack. Snelkoppelingen en deugdelijke serviceprocedures zijn noodzakelijk. Beheerteams moeten daarvoor opgeleid worden. Lekdetectie en opvang zijn reële punten, geen theorie.
  • Twee circuits tegelijk. U bedient lucht voor het chassis en vloeistof voor de chips. De PUE-berekening wordt daarmee ingewikkelder dan bij alleen lucht of alleen immersie.
  • Niet alles wordt gekoeld. D2C koelt de chips. Geheugen, netwerkkaarten en NVMe hebben nog steeds lucht nodig. Bij zeer hoge dichtheid is die resterende luchtbelasting niet verwaarloosbaar.

Immersiekoeling

Een complete server, of een heel rack, wordt ondergedompeld in een niet-geleidende vloeistof. Bij eenfasesystemen blijft die vloeistof vloeibaar en circuleert ze naar een warmtewisselaar. Bij tweefasesystemen verdampt de vloeistof aan het chipoppervlak en condenseert ze weer aan het deksel; die faseovergang voert per kilogram vloeistof veel warmte af.

Waar immersie wint:

  • Haalbare dichtheid. Ruim boven 100 kW per rack. Tweefasesystemen kunnen de dichtste versnellerconfiguraties op de markt aan zonder architectonisch herontwerp.
  • Alles wordt gekoeld. Elk onderdeel krijgt dezelfde koeling, ook netwerkkaarten en geheugen. Dat gaat tellen boven ongeveer 80 kW per rack, waar de resterende luchtbelasting bij D2C lastig beheersbaar wordt.
  • Mechanisch eenvoudiger. Geen ventilatoren in de servers, geen luchtbehandeling op chassisniveau, geen afgesloten warme gangen. Het rack ís de koelunit.
  • Levensduur van de hardware. Minder thermische wisselingen, geen stofinslag; dat verlengt doorgaans de levensduur van componenten.

Waar immersie lastiger is:

  • Vraagt om nieuwbouw. Een bestaande datazaal geschikt maken voor immersietanks is bepaald niet triviaal. Vloerbelasting, vloeistofbehandeling, de wisselwerking met brandbestrijding en de onderhoudbaarheid moeten allemaal opnieuw doordacht worden. Het meeste wat in Europa in productie draait, staat in daarvoor gebouwde hallen of in zorgvuldig gekozen zones van grotere panden.
  • Onderhoud en garantie. Een server uit de vloeistof halen voor onderhoud is een procedure op zich. Bij sommige leveranciers veranderen de garantievoorwaarden voor ondergedompelde apparatuur.
  • Vloeistofbeheer. Levensduur, bijvullen, filtreren en afvoeren van de vloeistof horen bij het exploitatiemodel. Voor tweefasevloeistoffen gelden onder recente Europese regelgeving bovendien extra milieuoverwegingen.

Hoe wij op koeling filteren in de shortlist

Zodra de uitvraag 30 kW per rack of meer aangeeft, wordt koeling een harde eis:

  1. Wij vragen het pand naar de maximale contractueel vastgelegde vermogensdichtheid per rack, niet naar wat onder ideale omstandigheden haalbaar is.
  2. Wij vragen welke koeltechnieken het pand vandaag in productie ondersteunt, met bestaande klanten erbij genoemd. Onder geheimhouding mag; wij willen alleen dat de exploitant bevestigt dat er opstellingen in productie draaien.
  3. Wij vragen naar de PUE in de praktijk, specifiek onder die hoge-dichtheidsconfiguraties. Panden naast de hyperscalers hebben soms een prima gemiddelde PUE en een veel slechtere in de dichte zones; wij willen het juiste getal.
  4. Wij vragen naar lekdetectie, opvang, de wisselwerking met brandbestrijding en de werkprocedures. De techniek is volwassen; de bedrijfsvoering soms nog niet.

Panden die deze vragen niet schriftelijk kunnen beantwoorden krijgen een aantekening op de shortlist. Ze vallen niet automatisch af — bij het juiste profiel en de juiste prijs kan die afweging acceptabel zijn — maar de inkoper ziet het gat expliciet.

De keuze voor de techniek volgt uit wat het pand toezegt, niet andersom. Kies het pand dat de dichtheid aankan die uw werklast nodig heeft, en laat dat de koeltechniek bepalen. Wij hebben te veel AI-projecten gezien die uit principe voor immersie kozen en daarna negen maanden zochten naar een hal die het wilde huisvesten.

Wat u hiermee kunt

Zit u boven 30 kW per rack, dan is dit precies het punt waarop een geanonimiseerde uitvraag geld bespaart: wij stellen bovenstaande vier vragen namens u, aan alle aanbieders tegelijk, vóórdat iemand weet wie u bent.