La creciente densidad de potencia de los racks de los centros de datos, impulsada por tecnologías como el cloud computing, la IA generativa y la minería de criptomonedas, ha llevado a la exploración de la refrigeración líquida como solución de gestión térmica. Incluso con contención, los métodos tradicionales de refrigeración por aire tienen dificultades para satisfacer las demandas de refrigeración de los servidores densamente empaquetados. Debido a la mayor utilización de racks de alta densidad, el último informe de investigación de IDTechEx predice una CAGR del 16% en refrigeración por placa fría hasta 2023, junto con un fuerte crecimiento para otras alternativas de refrigeración líquida.

Existen tres enfoques principales para integrar la refrigeración líquida en los centros de datos:
- Diseñar centros de datos exclusivamente para refrigeración líquida: Esto implica crear centros de datos más pequeños y eficientes con altas capacidades de cómputo utilizando refrigeración por inmersión. Sin embargo, debido a los elevados costes que implica, IDTechEx cree que la refrigeración por inmersión crecerá pero, a corto plazo, es probable que se implante a menor escala, como proyectos piloto de grandes empresas.
- Diseñar centros de datos con infraestructuras tanto de refrigeración por aire como por líquido: Esto permite una transición futura a la refrigeración líquida mientras se utiliza inicialmente la refrigeración por aire. Sin embargo, diseñar desde cero centros de datos con características redundantes (por ejemplo, colectores de refrigeración líquida, tuberías, etc.) puede no ser siempre la opción preferida para usuarios finales con presupuestos limitados.

- Integrar la refrigeración líquida en instalaciones existentes refrigeradas por aire: Este es el enfoque más común y se espera que sea la solución preferida en el futuro a corto y medio plazo. Consiste en pasar parte de la capacidad de los sistemas de aire a sistemas de refrigeración líquida.

Hay varias razones que explican su popularidad:
Rentabilidad: Utilizar la infraestructura existente reduce la complejidad y los costes iniciales en comparación con las otras dos opciones.

Demanda limitada de integración total de refrigeración líquida: A pesar del aumento de la densidad de los centros de datos, IDTechEx cree que la transición a la refrigeración líquida completa se producirá de forma gradual, empezando por un pequeño número de racks del centro de datos y ampliándose después gradualmente a todos los racks.

Evaluación del rendimiento: En comparación con la refrigeración por aire, la refrigeración directa al chip se encuentra todavía en una fase incipiente. Por eso, muchos proveedores de servidores de centros de datos y usuarios finales prefieren evaluar su rendimiento a menor escala antes de su implantación masiva.

Impulsada por la demanda de reequipamiento de los centros de datos existentes refrigerados por aire, la refrigeración por placas frías, también conocida como refrigeración directa al chip, es la solución de refrigeración líquida dominante en el sector de los centros de datos. Tradicionalmente, las placas frías se montan directamente sobre las fuentes de calor (por ejemplo, chipsets, CPU, etc.) con una capa de material de interfaz térmica (TIM) entre ellas para mejorar la transferencia de calor. Dentro de la placa fría, el líquido fluye a través de la microestructura y sale a algún tipo de intercambiador de calor. El siguiente diagrama muestra los diseños típicos de placas frías para aplicaciones de centros de datos. Los materiales de interfaz térmica pueden encontrarse en diversos componentes de centros de datos, como chipsets, procesadores y fuentes de alimentación. IDTechEx cree que la creciente adopción de placas frías también impulsará el aumento de la demanda de TIM en el mercado de centros de datos, en particular los utilizados para procesadores y chipsets. 

El innovador enfoque de Intel en su nuevo diseño consiste en integrar placas frías directamente en el encapsulado, eliminando el uso de TIM2 (Thermal Interface Material 2) y reduciendo la resistencia térmica o impedancia. Esta integración ofrece ventajas en términos de gestión térmica. Sin embargo, también introduce una mayor complejidad de diseño debido a la incrustación a micronivel de la placa fría dentro del encapsulado.

La refrigeración por placa fría para centros de datos ofrece una solución flexible y desplegable para la refrigeración líquida. El factor diferenciador reside en la microestructura interna de las placas frías. A diferencia de la refrigeración por inmersión, la refrigeración por placas frías permite a los integradores de centros de datos y proveedores de servidores incorporar parcialmente la refrigeración líquida a sus instalaciones con un coste inicial relativamente bajo, con la posibilidad de realizar la transición a un centro de datos totalmente refrigerado por líquido de forma gradual a lo largo del tiempo. IDTechEx prevé un inicio suave de la adopción de la placa fría, seguido de un rápido aumento a medida que más usuarios finales adopten la tecnología. Se prevé que los ingresos anuales de la refrigeración por placa fría crezcan a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 16% durante los próximos 10 años, y el rápido aumento del hardware de placa fría también impulsa el aumento de los mercados de componentes como bombas y unidades de distribución de refrigerante (CDU).