211service.com
Heet water helpt een superefficiënte supercomputer koel te blijven
Als het om supercomputers gaat, draait het niet alleen om pure pk's. Het energieverbruik onder controle houden is een van de grootste technische uitdagingen geworden om krachtigere en snellere supercomputers te maken.
Een computerweergave van de nieuwe supercomputer. Krediet: IBM.
Het Leibniz Supercomputing Center heeft vandaag aangekondigd dat zijn SuperMUC-supercomputer (MUC is de luchthavencode voor de nabijgelegen luchthaven van München), gebouwd in samenwerking met IBM, 40 procent minder energie verbruikt dan een vergelijkbare machine. De truc om het energieverbruik drastisch te verlagen is waterkoeling, een benadering die IBM blijft volgen om meer rekenkracht in kleinere pakketten te stoppen.
Computerwaterkoelsystemen circuleren water over actieve componenten, zoals processors en geheugen, om warmte af te voeren. Vaak moeten deze koelsystemen de temperatuur van het binnenkomende water verlagen voordat het wordt gecirculeerd, volgens het Leibniz Supercomputing Center . Maar de SuperMUC kan werken met heet water tot 40°C (meer dan 100°F). Dat betekent dat het uitgaande warme water kan worden gekoeld door omgevingslucht of door een warmtewisseling, in plaats van compressorkoelapparatuur.
In de Leibniz-installatie wordt het door de supercomputer verwarmde water naar een warmtewisselaar gecirculeerd en vervolgens gebruikt om het gebouw in de winter warm te houden. Het Centrum schat op deze manier ongeveer een miljoen euro per jaar te besparen. Ondanks al zijn energie-efficiëntie is SuperMAC niet traag op de computerafdeling: uitgerust met meer dan 150.000 processorkernen in 9.400 computerknooppunten en meer dan 300 terabyte RAM, is het de snelste supercomputer in Europa met een piekprestatie van drie petaflops, of 10.000.000.000.000.000 drijvende-kommabewerkingen per seconde.
De basistechnologie voor computerkoeling, Aquasar genaamd, is afkomstig van het laboratorium van IBM Research in Zürich. Kleine pijpjes, microkanalen genaamd, voeren water rechtstreeks naar het oppervlak van serverprocessors. Zodra het water is afgekoeld, kan het worden gerecirculeerd om de warmte weer af te voeren.
IBM's x iDataPlex dx360 M4-serverkoelsysteem. Krediet: IBM.
Er wordt al jaren aan waterkoeling gewerkt, maar in een typisch datacenter of supercomputer worden de temperaturen van servers en andere apparatuur geregeld door koele lucht over racks te leiden. Koeling vertegenwoordigt ongeveer de helft van het energieverbruik van deze grote rekencentra.
Een energiezuinige computerarchitectuur is belangrijk voor het milieubewuste Duitsland, zegt Herbert Huber van het Leibniz Supercomputing Centre. Duitsland is erg groen, dus energie- en machtsbewustzijn is een cruciaal aspect, hij zei .
Over het algemeen worden technieken voor het beheren van energieverbruik en piekvermogen belangrijker naarmate ontwerpers krachtigere computers in kleinere ruimtes willen inpakken. Dankzij het energiezuinige ontwerp is SuperMAC tien keer compacter en heeft het betere topprestaties dan een vergelijkbare luchtgekoelde machine, aldus het Leibniz Supercomputing Centre.
IBM verwacht dat warmwaterkoeling centraal in toekomstige supercomputers , inclusief driedimensionale chiparchitecturen waarbij meerdere processors op elkaar zijn gestapeld. Onderzoekers werken aan kleine buisjes van slechts 50 micron ingebed tussen de processorstapels, volgens IBM Research . Met waterkoeling voorspelt IBM dat tegen 2025 een supercomputer in de behuizing van een 2012-desktopcomputer zou kunnen passen.
Het waterkoelsysteem zit bovenop SuperMUC. Krediet: IBM