Refrigeração Líquida Se Torna Mainstream: 2025 Marca o Ponto de Inflexão para Infraestrutura de IA

10 de dezembro de 2025 Escrito por Blake Crosley

2025 é o ano em que a refrigeração líquida passou de tecnologia de ponta para padrão básico. Não mais limitada a implantações boutique ou designs experimentais, a refrigeração líquida se tornou um habilitador crítico para infraestrutura de IA.¹ O mercado de refrigeração por imersão em data centers atingiu US$ 4,87 bilhões em 2025 e está previsto para alcançar US$ 11,10 bilhões até 2030, registrando um CAGR de 17,91%.² A mudança reflete alterações fundamentais na densidade de potência das GPUs que tornam a refrigeração a ar insuficiente para cargas de trabalho de IA.

Na metade de 2025, a transição para refrigeração líquida se tornou operacional, estratégica, totalmente capitalizada e incorporada aos roteiros de infraestrutura dos players mais ambiciosos da indústria.³ Hyperscalers como Google, Meta, AWS e Microsoft estão implementando ambientes refrigerados a líquido em suas instalações mais recentes devido ao aumento das densidades de potência de cargas de trabalho de IA e HPC.⁴

Fatores de densidade de potência

O consumo de energia das GPUs escalou além da capacidade de refrigeração a ar para implantações densas de IA.

Densidades atuais de rack

A densidade média de potência por rack em data centers aumentou 38% de 2022 a 2024, com densidades de potência agora chegando a 80 kW a 120 kW em clusters de IA.⁵ Os designs de rack NVIDIA Blackwell elevam as densidades de pico para 132 kW, com futuros servidores Blackwell Ultra e Rubin exigindo de 250 a 900 kW por rack.⁶

A refrigeração a ar não consegue remover calor eficientemente nessas densidades de potência. A física da transferência de calor convectiva limita a eficácia da refrigeração a ar, independentemente das velocidades dos ventiladores ou da capacidade da unidade de tratamento de ar. A refrigeração líquida fornece coeficientes de transferência de calor fundamentalmente superiores, permitindo operação de alta densidade.

Requisitos térmicos das GPUs

GPUs modernas requerem controle preciso de temperatura para desempenho e confiabilidade ideais. O throttling térmico reduz o desempenho quando as temperaturas excedem as especificações. A refrigeração consistente mantém o desempenho sustentado sob cargas de trabalho pesadas.

A refrigeração líquida oferece temperaturas mais consistentes do que a refrigeração a ar. A refrigeração líquida direta no chip remove o calor na fonte, em vez de depender da circulação de ar através de geometrias complexas de servidor. Essa consistência suporta desempenho previsível para cargas de trabalho exigentes de IA.

Panorama tecnológico

Múltiplas tecnologias de refrigeração líquida atendem a diferentes requisitos e contextos de implantação.

Refrigeração direta no chip

A refrigeração líquida direta no chip circula refrigerante através de placas frias fixadas diretamente às GPUs e outros componentes geradores de calor. A abordagem fornece refrigeração direcionada para os componentes de maior potência, mantendo a refrigeração a ar para elementos de menor potência.

A Supermicro lançou soluções em escala de rack NVIDIA Blackwell com unidades de distribuição de refrigerante de 250 kW, dobrando a capacidade anterior.⁷ O aumento da capacidade da CDU reflete os requisitos crescentes de potência das GPUs. As soluções diretas no chip escalam com as gerações de GPUs.

Refrigeração por imersão

A imersão monofásica submerge servidores em fluido dielétrico que absorve calor através do contato direto. A abordagem elimina ventiladores e gerenciamento de fluxo de ar, proporcionando refrigeração uniforme. O SmartPod da Submer alcança 140 kW por rack com PUE entre 1,03 e 1,1, comparado à média global de 1,6 a 1,9 para instalações tradicionais refrigeradas a ar.⁸

A imersão bifásica ferve o fluido dielétrico em superfícies quentes, com o vapor condensando para retornar ao reservatório líquido. A mudança de fase proporciona transferência de calor superior. A Microsoft testou imersão bifásica para clusters de treinamento de IA, relatando ganho de eficiência energética de 30% e maior confiabilidade do hardware.⁹

Trocadores de calor de porta traseira

Os trocadores de calor de porta traseira capturam o calor residual na exaustão do rack, fornecendo opção de transição para instalações com infraestrutura refrigerada a ar. A abordagem reduz a carga de refrigeração da instalação sem exigir modificações no nível do servidor. A tecnologia faz a ponte entre refrigeração a ar e líquida durante as transições de instalações.

Momento de implantação

As principais implantações de 2025 demonstram a chegada da refrigeração líquida ao mainstream.

Parcerias com fornecedores

Em fevereiro de 2025, a Asperitas fez parceria com a Cisco como parte da Cisco Engineering Alliance, combinando tecnologias de refrigeração por imersão com o Unified Compute System da Cisco.¹⁰ A parceria valida a refrigeração por imersão para implantações empresariais além do hyperscale.

Em fevereiro de 2025, a Submer aventurou-se no design, construção e serviços de data centers para permitir o desenvolvimento de infraestrutura de IA.¹¹ A expansão de fornecedor de refrigeração para provedor de infraestrutura reflete o papel central da refrigeração líquida em data centers de IA.

Em março de 2025, a LiquidStack inaugurou sua sede em Carrollton, Texas, triplicando a capacidade de produção.¹² A expansão de capacidade responde à demanda que excede a capacidade de produção anterior.

Adoção regional

A América do Norte ancora a adoção através de implementações em escala de produção por provedores de nuvem hyperscale. Mercados estabelecidos de data centers na Virgínia, Texas e Oregon veem a refrigeração líquida se tornar padrão para novas instalações com capacidade para IA.

A Ásia-Pacífico exibe o crescimento mais acentuado, com Japão, China e Coreia do Sul defendendo clusters de IA refrigerados a líquido. Espera-se que a região registre o maior CAGR de 23,2% de 2025 a 2030.¹³ Iniciativas governamentais de IA impulsionam a rápida implantação de infraestrutura refrigerada a líquido.

Implicações para planejamento

Organizações que planejam infraestrutura de IA devem avaliar os requisitos de refrigeração líquida para implantações atuais e futuras.

Design de novas instalações

Novas instalações com capacidade para IA devem incorporar infraestrutura de refrigeração líquida desde a fase de design. O retrofit é substancialmente mais caro e disruptivo do que a inclusão no design inicial. Os designs das instalações devem acomodar opções tanto de refrigeração direta no chip quanto de imersão.

A colocação de unidades de distribuição de refrigerante, rotas de tubulação e capacidade de carga do piso para racks cheios de líquido requerem decisões de design antecipadas. Os sistemas mecânicos das instalações devem suportar a rejeição de calor da refrigeração líquida junto com ou substituindo os chillers tradicionais.

Adaptação de instalações existentes

Instalações existentes enfrentam decisões mais difíceis sobre a adoção de refrigeração líquida. Os custos de retrofit e a interrupção operacional devem ser ponderados contra a continuação da refrigeração a ar com limitações de densidade. Algumas instalações podem não suportar economicamente o retrofit de refrigeração líquida.

Abordagens híbridas que implantam refrigeração líquida para nova infraestrutura de IA enquanto mantêm refrigeração a ar para cargas de trabalho legadas fornecem caminhos de transição. A abordagem híbrida limita o escopo do retrofit enquanto permite o suporte a cargas de trabalho de IA.

Capacidades operacionais

A refrigeração líquida introduz requisitos operacionais além do gerenciamento tradicional de data centers. Monitoramento da qualidade do refrigerante, detecção de vazamentos e procedimentos de manutenção especializados requerem treinamento e ferramentas. As equipes de operações precisam de expertise em refrigeração líquida.

A rede de 550 engenheiros de campo da Introl apoia organizações que implementam infraestrutura de refrigeração líquida para implantações de IA.¹⁴ A empresa ficou em 14º lugar no Inc. 5000 de 2025, com crescimento de 9.594% em três anos.¹⁵

A implantação profissional em 257 localidades globais garante as melhores práticas de refrigeração líquida independentemente da geografia.¹⁶ A expertise em implementação reduz o risco durante as transições tecnológicas.

Framework de decisão: tecnologia de refrigeração por carga de trabalho

Passos acionáveis: 1. Auditar densidade atual: Medir o consumo de energia real vs potencial do rack 2. Projetar roteiro de GPUs: Planejar para 2-3x a densidade atual dentro de 3 anos 3. Avaliar restrições das instalações: Avaliar viabilidade de retrofit vs nova construção 4. Construir expertise operacional: Treinar equipes em operações de refrigeração líquida antes da implantação

Comparação de tecnologias

Principais conclusões

Para planejadores de instalações: - Mercado de refrigeração líquida: US$ 4,87B (2025) → US$ 11,1B (2030) com CAGR de 17,91% - Refrigeração a ar fisicamente insuficiente acima de 50 kW/rack - Novas instalações de IA devem incorporar refrigeração líquida desde a fase de design

Para equipes de infraestrutura: - Direta no chip: escala com gerações de GPU, atinge componentes mais quentes - Imersão: PUE 1,03-1,1 vs 1,6-1,9 para refrigeração a ar (economia de energia de 30%+) - Ásia-Pacífico crescendo mais rápido (CAGR de 23,2%) impulsionada por iniciativas governamentais de IA

Para compras: - Supermicro: CDU de 250 kW para soluções em escala de rack Blackwell - Submer SmartPod: 140 kW/rack com PUE 1,03-1,1 - LiquidStack: triplicou a capacidade de produção para atender à demanda

Perspectivas

A refrigeração líquida fez a transição de tecnologia emergente para padrão básico de infraestrutura para implantações de IA. Organizações que planejam infraestrutura de IA sem capacidade de refrigeração líquida correm o risco de limitações de implantação à medida que a potência das GPUs continua aumentando.

O caso econômico e operacional para refrigeração líquida se fortalece a cada geração de GPU. A adoção antecipada fornece experiência operacional e evita transições apressadas quando a refrigeração a ar atinge limites rígidos. 2025 marca o ano em que a refrigeração líquida se tornou inevitável, em vez de opcional, para infraestrutura séria de IA.

Referências

Categoria: Infraestrutura e Refrigeração Urgência: Alta — Transição tecnológica com implicações imediatas de planejamento Contagem de palavras: ~1.800