Unidades de Distribución de Refrigeración: Infraestructura de Refrigeración Líquida para Centros de Datos de IA
Actualizado el 11 de diciembre de 2025
Actualización de diciembre de 2025: El mercado de refrigeración líquida alcanza los $5.5B en 2025, con proyección de $15.8B para 2030 (CAGR del 23%). Las GPUs H200 con TDP de 700W requieren refrigeración líquida a escala. El rack NVIDIA Kyber (2027) requerirá de 600kW a 1MW por rack. Supermicro lanza CDUs de 250kW duplicando la capacidad anterior. Las CDUs alcanzan una disponibilidad del 99.999% con arquitectura de triple redundancia y conmutación por error en 100ms.
2025 marca el año en que la refrigeración líquida pasó de ser tecnología de vanguardia a convertirse en estándar básico. Ya no limitada a implementaciones experimentales, la refrigeración líquida ahora opera como un habilitador crítico para la infraestructura de IA.¹ Los operadores de centros de datos que implementan GPUs NVIDIA H200 enfrentan cargas térmicas de 700W por dispositivo que la refrigeración por aire no puede eliminar de manera rentable a escala.² La trayectoria se intensifica a medida que el rack Kyber de NVIDIA, previsto para 2027, requerirá 600kW inicialmente y escalará hasta 1MW por rack, demandando infraestructura de refrigeración líquida capaz de eliminar cargas térmicas sin precedentes.³
El mercado de refrigeración líquida para centros de datos alcanzó los $5.52 mil millones en 2025 con proyecciones de $15.75 mil millones para 2030 con un CAGR del 23.31%.⁴ Análisis alternativos proyectan un crecimiento de $2.84 mil millones en 2025 a $21.15 mil millones para 2032 con un CAGR del 33.2%.⁵ Las Unidades de Distribución de Refrigeración (CDUs) forman la infraestructura central que permite esta transición, gestionando la circulación de refrigerante entre los sistemas de agua de las instalaciones y el equipamiento de TI mientras mantienen las temperaturas precisas que demanda el hardware de IA.
Cómo las CDUs permiten la refrigeración líquida a escala
Las Unidades de Distribución de Refrigerante sirven como interfaz entre la infraestructura de refrigeración de las instalaciones y los sistemas de refrigeración líquida a nivel de rack. Las CDUs gestionan la transferencia de calor desde el circuito secundario que sirve al equipamiento de TI hacia el circuito primario conectado a los chillers o torres de refrigeración de las instalaciones.
La arquitectura de intercambio de calor emplea intercambiadores de calor de placas de acero inoxidable 316 compatibles con diversos fluidos refrigerantes.⁶ El intercambiador de calor aísla los circuitos de refrigeración de TI del agua de las instalaciones, previniendo la contaminación mientras permite una transferencia térmica eficiente. Los caudales máximos alcanzan los 3,600 litros por minuto para una rápida absorción y transferencia de calor.⁷
El control de temperatura mantiene condiciones precisas. Las CDUs logran rangos de temperatura desde -20°C hasta +70°C dependiendo de los requisitos de la aplicación.⁸ El control estricto de temperatura previene el throttling térmico en las GPUs y mantiene un rendimiento de cómputo consistente.
La gestión de presión permite flexibilidad en la instalación. Una presión de cabeza superior a 50 psi permite trayectos más largos entre la CDU y los racks de servidores.⁹ Las bombas duales con variador de velocidad (VSD) proporcionan respuesta dinámica a la demanda de refrigeración mientras mejoran la eficiencia energética.¹⁰
Las características de fiabilidad aseguran la disponibilidad. Las CDUs modernas utilizan arquitectura de triple redundancia con respaldo activo 1:1 para componentes críticos.¹¹ Durante fallos del módulo principal, los sistemas de respaldo conmutan sin interrupciones en 100 milisegundos, logrando una disponibilidad del sistema del 99.999%.¹²
La eficiencia energética genera ahorros operativos. Comparadas con las unidades de refrigeración por aire, las CDUs consumen un 20-30% menos de electricidad para capacidad de refrigeración equivalente.¹³ Las ganancias de eficiencia se multiplican en grandes implementaciones de IA donde la refrigeración representa una porción significativa del consumo total de energía.
Capacidad de las CDU para cargas de trabajo de IA
La densidad de potencia de los servidores de IA impulsa los requisitos de dimensionamiento de las CDU. Una sola GPU NVIDIA GB200 tiene un TDP de 1.2kW. Un servidor típico GB200 NVL72 con 8 GPUs y 2 CPUs alcanza 10kW de TDP total.¹⁴ La capacidad de las CDU debe escalar para igualar poblaciones completas de racks con estos sistemas.
Las configuraciones de nivel inicial abordan densidades moderadas. La CDU Liquid-to-Air de 10U de Boyd proporciona hasta 15kW de capacidad dependiendo de la carga térmica y los requisitos de temperatura de aproximación.¹⁵ Tales unidades son adecuadas para implementaciones edge o entornos de colocación de menor densidad.
Los sistemas de rango medio soportan racks de alta densidad. La CF-CDU300 de Chilldyne refrigera hasta 300kW de servidores.¹⁶ Dentro de un rack estándar de 42U, los sistemas que logran refrigeración de clústeres de servidores de 50kW permiten una consolidación sustancial de cargas de trabajo de IA.¹⁷
Las plataformas de alta capacidad sirven a implementaciones de hiperescala. Las CDUs de Motivair ofrecen seis modelos estándar y configuraciones OEM personalizadas que escalan hasta 2.3MW de carga de TI.¹⁸ Supermicro lanzó soluciones a escala de rack NVIDIA Blackwell en junio de 2025 con CDUs de 250kW duplicando la capacidad anterior.¹⁹
Los sistemas de escala empresarial abordan requisitos a nivel de centro de datos. La CDU de próxima generación de Trane ofrece hasta 10MW de capacidad de refrigeración para refrigeración líquida directa al chip en entornos de hiperescala y colocación.²⁰
La planificación de la instalación requiere atención a las restricciones físicas. La distancia ideal entre la CDU y los racks no debe exceder los 20 metros.²¹ La capacidad de carga del piso debe alcanzar 800kg/m² ya que las CDUs llenas pueden pesar hasta 3 toneladas.²² Los requisitos de espacio para mantenimiento incluyen 1.2 metros en el frente y la parte trasera más 0.6 metros en la parte superior para conexiones de tuberías.²³
Intercambiadores de calor de puerta trasera para actualizaciones brownfield
Los Intercambiadores de Calor de Puerta Trasera (RDHx) se montan en la parte posterior de los racks de servidores, eliminando el calor del aire de escape antes de que entre en el entorno del centro de datos.²⁴ La tecnología permite los beneficios de la refrigeración líquida sin reemplazar los servidores refrigerados por aire existentes.
La eficiencia de refrigeración supera sustancialmente los enfoques solo con aire. La refrigeración tradicional por aire opera con un 30-60% menos de eficiencia que las configuraciones RDHx.²⁵ La mejora se multiplica en entornos de alta densidad donde la refrigeración por aire tiene dificultades para mantener las temperaturas.
La evolución de la capacidad aborda las crecientes densidades de rack. El ChilledDoor de Motivair refrigera hasta 72kW por rack.²⁶ OptiCool Technologies lanzó el RDHx de mayor capacidad de la industria con 120kW en septiembre de 2025, diseñado específicamente para cargas de trabajo de IA y HPC de próxima generación.²⁷
Los enfoques de refrigeración propietarios llevan los límites del rendimiento más allá. El diseño de refrigerante bifásico de OptiCool utiliza termodinámica de cambio de fase, eliminando el calor de los racks y devolviendo el aire a temperatura ambiente neutra.²⁸ El enfoque logra una mayor eficiencia de transferencia térmica que los sistemas líquidos monofásicos.
Los diseños activos versus pasivos ofrecen diferentes compromisos. El RDHx pasivo depende únicamente del flujo de aire del ventilador del servidor, ofreciendo eficiencia energética y simplicidad.²⁹ El RDHx activo incorpora ventiladores integrados para mayores densidades térmicas, consumiendo más energía pero proporcionando mayor flexibilidad para entornos de computación de alto rendimiento.³⁰
La compatibilidad con infraestructura heredada hace que el RDHx sea atractivo para implementaciones brownfield. Modernizar racks de servidores refrigerados por aire existentes cuesta menos y causa menos interrupción que la transición a servidores refrigerados por líquido.³¹ Las cargas de trabajo de inferencia de IA que se ejecutan en hardware refrigerado por aire se benefician del RDHx sin una renovación completa de la infraestructura de las instalaciones.³²
La estandarización de la industria se acelera a través del Open Compute Project. El Sub-Proyecto Door Heat Exchanger se centra en el desarrollo, integración y estandarización del RDHx dentro del marco ORV3 (Open Rack Version 3).³³ Schneider Electric adquirió una participación de control en Motivair en febrero de 2025 para mejorar su posición en el mercado de refrigeración líquida.³⁴
Refrigeración por inmersión para máxima densidad
La refrigeración por inmersión sumerge los servidores en líquido dieléctrico térmicamente conductivo dentro de tanques sellados.³⁵ El enfoque permite implementaciones de máxima densidad mientras reduce drásticamente el consumo de energía de refrigeración.
La inmersión monofásica mantiene el líquido en estado líquido durante todo el proceso. La circulación del refrigerante a través de intercambiadores de calor elimina el calor absorbido.³⁶ El enfoque reduce la demanda de electricidad en casi la mitad comparado con la refrigeración tradicional por aire, reduce las emisiones de CO2 hasta un 30%, y soporta un 99% menos de consumo de agua.³⁷
La inmersión bifásica hierve el líquido a vapor en las fuentes de calor. Los serpentines del condensador devuelven el vapor al estado líquido.³⁸ Los sistemas bifásicos logran mayor eficiencia en la extracción de grandes cantidades de calor, haciéndolos más adecuados para infraestructura de HPC e IA.³⁹
Las mejoras de densidad transforman la economía de los centros de datos. La refrigeración por inmersión permite a los operadores empaquetar de 10 a 15 veces más capacidad de cómputo en el mismo espacio, traduciéndose directamente en un tiempo más rápido para generar ingresos de los servicios de IA.⁴⁰ La consolidación reduce los requisitos de espacio inmobiliario mientras aumenta la capacidad por metro cuadrado.
La eficiencia energética alcanza niveles dramáticos. Según Submer, la refrigeración por inmersión reduce el consumo de energía del sistema de refrigeración hasta en un 95%.⁴¹ Los ahorros compensan los mayores costos de capital durante la vida útil de la implementación.
La validación de la industria genera confianza. Intel y Shell validaron una solución de inmersión completa con hardware de Supermicro y Submer, estableciendo "Intel Data Center Certified for Immersion Cooling" como un estándar de la industria para la eficiencia de refrigeración.⁴² Submer introdujo robots autónomos para el mantenimiento de tanques de inmersión, simplificando el manejo de servidores.⁴³
Las consideraciones de costo requieren un análisis cuidadoso. Las implementaciones integrales de inmersión requieren tanques especializados, soportes de carga, sistemas de detección de fugas y equipos de manejo de refrigerante que elevan los costos de instalación por rack más allá de los $50,000, aproximadamente el triple de los sistemas de aire equivalentes.⁴⁴ Modernizar sitios en funcionamiento agrega complejidad ya que los plenums de piso, las bandejas de cables y las rutas de energía requieren redirección mientras se mantiene el tiempo de actividad.⁴⁵
La madurez tecnológica continúa avanzando. La inmersión permanece relativamente inmadura con datos históricos mínimos sobre el rendimiento y la fiabilidad a largo plazo.⁴⁶ Sin embargo, la adopción acelerada por parte de hiperescaladores y proveedores de infraestructura de IA genera experiencia operativa rápidamente.
La pila tecnológica de refrigeración líquida
Diferentes tecnologías de refrigeración abordan diferentes escenarios de implementación. El enfoque óptimo depende de la densidad térmica, la infraestructura existente y los requisitos operativos.
La refrigeración por placa fría (directa al chip o D2C) representa el segmento de más rápido crecimiento.⁴⁷ Las placas frías se conectan directamente a los componentes que producen calor, circulando líquido para eliminar la carga térmica. El enfoque se integra con la infraestructura de rack existente más fácilmente que las alternativas de inmersión.
Las arquitecturas híbridas combinan múltiples enfoques. Las CDUs sirven a sistemas de placa fría para los componentes de mayor calor mientras que el RDHx maneja la carga térmica restante de los componentes refrigerados por aire. La combinación maximiza la eficiencia de refrigeración sin requerir el reemplazo completo de la infraestructura.
El cumplimiento con OCP asegura la interoperabilidad. Nidec desarrolló un prototipo de CDU del Proyecto Deschutes compatible con las especificaciones del Open Compute Project de Google, exhibido en SC25.⁴⁸ Las interfaces estandarizadas permiten la interoperabilidad de componentes entre proveedores.
La evolución de la densidad de los racks continúa impulsando los requisitos. Según Omdia, los racks por debajo de 10kW comprendían el 47% de la capacidad instalada en 2024, cayendo al 38% para 2025.⁴⁹ Mientras tanto, los racks de 10-20kW aumentaron del 27% al 30%, y los racks de 20-30kW subieron del 24% al 28%.⁵⁰ El cambio de densidad acelera la adopción de refrigeración líquida.
Principales proveedores de CDU y desarrollos recientes
El panorama competitivo abarca empresas establecidas de gestión térmica y nuevos participantes que apuntan a la infraestructura de IA.
Vertiv proporciona soluciones integrales de CDU con recursos educativos que explican los fundamentos de la refrigeración líquida. La iniciativa AI Hub de la compañía posiciona la tecnología de CDU como central para la infraestructura de próxima generación.⁵¹
Schneider Electric fortaleció su posición en refrigeración líquida a través de la adquisición de Motivair en febrero de 2025.⁵² El portafolio combinado aborda soluciones de RDHx, CDU y refrigeración líquida integrada.
Supermicro lanzó soluciones a escala de rack NVIDIA Blackwell con CDUs de 250kW en junio de 2025.⁵³ Los sistemas demuestran diseño integrado de cómputo y refrigeración para implementaciones de máxima densidad.
Trane ofrece CDUs de escala empresarial que alcanzan capacidad de 10MW para entornos de hiperescala.⁵⁴ La compañía enfatiza la eficiencia energética y la integración con la infraestructura térmica a nivel de instalaciones.
Motivair desarrolló el RDHx ChilledDoor que alcanza 72kW por rack junto con plataformas de CDU que escalan hasta 2.3MW.⁵⁵ La adquisición por Schneider posiciona la tecnología para una implementación global expandida.
Submer se especializa en refrigeración por inmersión con innovaciones que incluyen robots de mantenimiento autónomos.⁵⁶ La asociación con Intel
