L’evoluzione del data center cooling mostra un cambiamento preciso: il raffreddamento sta diventando sempre più parte dell’architettura del server. In questo ambito, fluidi dielettrici e connessioni giocano un ruolo fondamentale. Per i sistemi di liquid cooling, CMATIC propone i raccordi della serie ML, in grado di assicurare massima stabilità durante l’uso continuativo e ad alte temperature.
di Francesca Fiore
Il raffreddamento accompagna l’elettronica di calcolo fin dalle origini. Nei primi sistemi, con componenti relativamente distanziati e basse densità di potenza, il calore poteva essere allontanato soprattutto con ventilazione naturale o forzata. Con la miniaturizzazione e l’aumento della potenza di calcolo, la quantità di calore concentrata in spazi sempre più piccoli ha però iniziato a crescere.
Per molti anni, l’aria è rimasta la tecnologia dominante nei data center. L’evoluzione si è concentrata sulla gestione dei flussi: separazione tra aria calda e fredda, contenimento dei corridoi, ventole e condizionamento sempre più efficienti. Già tra gli anni Sessanta e Ottanta, però, sono state sviluppate soluzioni con liquidi e piastre raffreddate. Il liquid cooling non è quindi una tecnologia completamente nuova: è nuova la scala alla quale oggi deve essere applicato.
L’alta densità di calcolo, l’HPC e soprattutto gli acceleratori per l’intelligenza artificiale stanno modificando rapidamente le dimensioni del problema e la quantità di risorse necessarie per risolverlo. La questione non è più soltanto abbassare la temperatura dell’ambiente, ma trasferire efficacemente all’esterno quantità di calore molto elevate generate in aree ridotte.
I raccordi della serie ML di CMATIC operano a temperature tra −20 e +95 °C e raggiungono pressioni massime fino a 16 bar.
Perché l’aria incontra un limite
Il raffreddamento ad aria continuerà a essere utilizzato. Il limite emerge quando molto calore viene concentrato in poco spazio: per rimuoverne di più servono maggiori portate d’aria, con ventole, canalizzazioni e sistemi di condizionamento più impegnativi, oltre a una crescente difficoltà nel mantenere temperature uniformi.
Il liquid cooling porta invece il mezzo di raffreddamento più vicino alla sorgente. Il calore viene trasferito a un liquido in prossimità del processore, riducendo la distanza termica tra componente e circuito di raffreddamento. Per l’elettronica ad alta potenza il raffreddamento a liquido sta quindi assumendo un ruolo sempre più importante.
Direct-to-chip: il raffreddamento arriva al processore
Nel direct-to-chip cooling, una cold plate viene posta a contatto termico con CPU, GPU o altri componenti ad alta dissipazione. Il liquido scorre nella piastra, assorbe calore e lo trasferisce al resto del circuito. Il coolant non deve quindi necessariamente bagnare l’elettronica: è la cold plate a realizzare il collegamento termico con il chip.
Nella configurazione monofase il liquido si riscalda senza cambiare stato. Nelle architetture bifase può invece evaporare assorbendo calore e venire successivamente condensato. Il cambiamento di fase permette di trasferire elevate quantità di energia sfruttando il calore di evaporazione.
Nel 2026 sono state pubblicate specifiche dedicate sia ai test delle cold plate monofase sia ai fluidi dielettrici per sistemi cold plate bifase: un segnale del passaggio verso una maggiore standardizzazione e interoperabilità di queste tecnologie.
Immersion cooling e fluidi dielettrici
Nell’immersion cooling l’elettronica viene immersa in un fluido elettricamente isolante.
Nel single-phase immersion cooling il fluido resta liquido: assorbe il calore, viene portato verso uno scambiatore e ritorna raffreddato. Nel two-phase immersion cooling, invece, evapora sulle superfici più calde; il vapore viene poi condensato e ritorna allo stato liquido.
Direct-to-chip bifase e immersion cooling bifase sfruttano quindi lo stesso principio fisico in configurazioni differenti: nel primo caso il fluido resta confinato in un circuito che raggiunge la zona del chip; nel secondo può entrare direttamente in contatto con l’elettronica.
I fluidi dielettrici sono particolarmente interessanti perché la loro elevata resistività elettrica ne consente l’impiego vicino o a contatto con i componenti elettronici, riducendo il rischio di cortocircuito in caso di contatto accidentale. La scelta deve però considerare anche proprietà termiche, stabilità, compatibilità con i materiali e aspetti ambientali.
Lo scenario che si sta delineando
Non è realistico prevedere che una sola tecnologia sostituisca tutte le altre. Air cooling, direct-to-chip monofase, sistemi bifase e immersion cooling continueranno a convivere.
La tendenza è però netta: aumentando la densità di potenza, il raffreddamento si sposta dall’ambiente al componente e dall’aria al liquido. In questo scenario i fluidi dielettrici stanno assumendo un ruolo crescente, soprattutto quando il coolant viene portato molto vicino all’elettronica o si sfrutta l’evaporazione.
La comparsa di specifiche dedicate a fluidi, compatibilità dei materiali e sistemi bifase indica il passaggio da applicazioni specialistiche a tecnologie sempre più strutturate nell’ecosistema del data center liquid cooling.
Cosa deve garantire una connessione per liquid cooling
Più il fluido si avvicina al chip, più diventa importante il circuito che lo contiene. Tubazioni, raccordi, guarnizioni e collettori non producono il raffreddamento, ma devono preservare le condizioni che consentono al sistema di funzionare.
È necessaria una resistenza termica ottimizzata per l’utilizzo continuativo ad alte temperature. Ogni componente attraversato dal fluido oppone una resistenza al passaggio: geometrie e sezioni devono quindi essere coerenti con la portata richiesta dal circuito.
Importante anche la compatibilità chimica. Corpo, guarnizioni e tubo devono mantenere le proprie caratteristiche a contatto con il coolant. Formulazione, additivi, temperatura e durata dell’esposizione possono modificare il comportamento dei materiali: la verifica va quindi effettuata sul fluido realmente impiegato.
Degna di nota è anche la tenuta. La connessione deve contenere il fluido nel campo di pressione e temperatura previsto. Vicino all’elettronica anche un piccolo trafilamento o gocciolamento assume particolare importanza.
La stabilità dimensionale è un altro aspetto degno di nota. Nei raccordi push-in la tenuta dipende dall’interazione tra corpo, guarnizione, sistema di ritenzione e tubo. Mantenere geometrie e tolleranze nel tempo è quindi parte della prestazione.
In ultimo, non certo per importanza, ricordiamo la resistenza meccanica. Il raccordo deve sopportare le sollecitazioni generate dal tubo, dal montaggio, dalle vibrazioni e dalla manutenzione senza perdere ritenzione o tenuta.
Una linea di raccordi specifica
I raccordi della serie ML di CMATIC sono ideali per i sistemi di raffreddamento a liquido. La linea utilizza un corpo in Polichetone (PK), parti filettate in ottone nichelato chimicamente e guarnizioni in EPDM. Il Polichetone combina tutte le proprietà essenziali per un corretto funzionamento nei circuiti compatti.
La gamma opera a temperature tra −20 e +95 °C e raggiunge pressioni massime fino a 16 bar, garantendo la stabilità del raccordo in uso continuativo anche ad alte temperature.
La resistenza a numerosi oli, idrocarburi e fluidi tecnici aiuta a preservare il corpo con coolant compatibili.
Il ridotto assorbimento di umidità e la stabilità dimensionale aiutano a mantenere le geometrie da cui dipende la tenuta. La resistenza meccanica, agli urti e all’usura supporta invece il componente durante montaggio, sollecitazioni del tubo e manutenzione.
La resistenza all’invecchiamento del corpo limita fortemente il degrado nel tempo.
Il peso inferiore rispetto a una soluzione interamente metallica facilita l’integrazione di molte connessioni in spazi ridotti.
La compatibilità con il fluido specifico resta comunque da verificare per buona prassi mentre la pressione e la temperatura non sono semplici dati di catalogo: definiscono il campo nel quale la connessione deve continuare a trattenere il tubo e contenere il fluido senza perdite.
Anche il tubo fa parte del sistema di tenuta; infatti materiale, diametro esterno, superficie e tolleranza influenzano direttamente il lavoro della guarnizione e dell’elemento di ritenzione.
Dal chip alla connessione
L’evoluzione del data center cooling mostra un cambiamento preciso: il raffreddamento sta diventando sempre più parte dell’architettura del server. Quando il calore viene intercettato sul chip o trasferito attraverso un fluido che può evaporare, affidabilità idraulica, compatibilità dei materiali e controllo termico non possono più essere considerati separatamente.
Anche una connessione di pochi millimetri diventa parte della continuità del circuito. Materiali, guarnizioni, tubo, pressione, temperatura e compatibilità chimica devono quindi essere valutati come elementi dello stesso sistema: non per aumentare direttamente la capacità di raffreddamento, ma per fare in modo che il circuito possa mantenerla in modo affidabile nel tempo.
