L’intelligenza artificiale sta modificando in profondità anche l’architettura termica dei data center. La crescente densità computazionale di GPU e acceleratori rende infatti insufficiente il tradizionale raffreddamento ad aria in molti ambienti ad alte prestazioni, dove i cluster AI hyperscale superano ormai con frequenza i 60-100 kW per rack.
In questo contesto il raffreddamento diventa una leva strategica di efficienza energetica e sostenibilità operativa. Non sorprende quindi che il mercato del liquid cooling stia accelerando rapidamente e, secondo la società di analisi MarketsandMarkets, a livello globale potrebbe superare i 27 miliardi di dollari entro il 2033, con una crescita media annua superiore al 30%.
Le architetture oggi più diffuse seguono approcci differenti. I rear-door heat exchanger rappresentano una soluzione relativamente semplice da integrare nei data center esistenti: la porta posteriore del rack viene sostituita con uno scambiatore aria-acqua che intercetta il calore espulso dai server. È un modello particolarmente utile per aggiornamento di data center già esistenti e ambienti enterprise che vogliono aumentare la densità senza riprogettare completamente la sala.
Per densità più elevate si sta affermando il direct-to-chip, dove il liquido viene portato direttamente a contatto con CPU e GPU attraverso piastre di raffreddamento dedicate, poste a diretto contatto con i componenti più caldi. In questo modo il calore viene rimosso alla sorgente riducendo drasticamente il fabbisogno di ventilazione. Sempre MarketsandMarkets stima che la componente direct-to-chip cooling crescerà da 3,33 miliardi di dollari nel 2026 a 17,31 miliardi di dollari nel 2032, con un tasso medio annuo del 26,5%. Sempre in crescita ma in modo più contenuto Grand View Research indica un mercato direct-to-chip liquid cooling pari a 1,96 miliardi di dollari nel 2024 e lo proietta a 5,62 miliardi di dollari entro il 2030, con un CAGR del 19,7% tra 2025 e 2030. La differenza tra le stime riflette perimetri di analisi non identici, ma il segnale industriale è coerente: il direct-to-chip sta diventando una delle tecnologie chiave per sostenere la crescita dei cluster AI senza trasferire tutto il costo termico sui sistemi di refrigerazione tradizionali.
A gestire questi circuiti intervengono le CDU (Coolant distribution unit), che controllano temperatura, pressione e portata del fluido, separando il circuito IT da quello dell’edificio. Sempre più spesso queste infrastrutture vengono integrate in circuiti dedicati esclusivamente al raffreddamento dei carichi IT ad alta densità (i cosiddetti TCS Loop), separati dagli impianti di climatizzazione tradizionali.
Un’ulteriore opzione è rappresentata dall’immersion cooling. In questo modello i server vengono immersi in fluidi dielettrici che assorbono direttamente il calore. Le configurazioni a fase singola mantengono il liquido sempre allo stato fluido, mentre nei sistemi a due fasi il fluido evapora a contatto con i componenti caldi e successivamente ri-condensa. L’approccio a immersione supporta densità di potenza estremamente elevate e riduce quasi completamente l’uso di ventilatori, ma richiede una gestione più sofisticata dei fluidi e della manutenzione.
Il raffreddamento a liquido sta inoltre cambiando l’intera architettura energetica dei data center. L’uso di acqua temperata, spesso sopra i 30 °C, permette di aumentare drasticamente le ore di raffreddamento gratuito sfruttando direttamente l’aria esterna. In molte installazioni il calore viene dissipato tramite grandi scambiatori esterni raffreddati dall’aria ambiente senza attivare sistemi frigoriferi tradizionali. Nei periodi più caldi possono intervenire sistemi adiabatici che raffreddano l’aria attraverso evaporazione controllata dell’acqua, mentre il “chiller” assistito entra in funzione solo come supporto durante i picchi termici.
L’obiettivo è, dunque, quello di ridurre il ricorso continuo ai gruppi frigoriferi tradizionali, una delle componenti più energivore dell’intero data center. Il tema non riguarda però soltanto il contenimento dei consumi, ma anche la possibilità di sostenere carichi AI sempre più concentrati senza aumentare proporzionalmente superfici, ventilazione e assorbimento energetico ausiliario.