В суперкомпьютерном центре Лейбниц рассказали, что их суперкомпьютер SuperMUC потребляет на 40% меньше энергии, чем аналогичные по масштабу системы. Причина столь кардинального уменьшения энергопотребления заключается в водяном охлаждении.
Водяная система охлаждения отводит тепло от активных компонентов, таких как процессоры и память. Обычно в подобных охлаждающих системах необходимо снижать температуру входящей воды, прежде чем запустить её в циркуляционный процесс. Однако SuperMUC способен работать на довольно горячей воде — с температурой до 40°C. Это означает, что отработанную воду на выходе можно охладить за счет воздуха извне или за счет специального теплообменника. То есть отпадает необходимость в компрессорном оборудовании, например таком как чилерные машины.
В датацентре Лейбниц вода, нагреваемая суперкомпьютером, подаётся к теплообменной системе и затем используется для обогрева здания в зимний период. В организации подсчитали, что они экономят порядка одного миллиона евро каждый год. При всей энергоэффективности SuperMUC не назовешь медленным: суперкомпьютер насчитывает свыше 150 тысяч процессрных ядер, 9400 вычислительных узлов и свыше 300 терабайт ОЗУ. Это самый быстрый суперкомпьютер в Европе с пиковой производительностью 3 петафлопс.
Технология охлаждения, используемая в ЦОДе, разработана компанией IBM и носит название Aquasar. Миниатюрные трубки, называемые микроканалами, подают воду непосредственно к поверхности процессоров сервера. После использования воду перекачивают в теплообменник для охлаждения.
В обычном датацентре отвод излишнего тепла от серверов производится за счёт воздушных потоков. Затраты на охлаждения составляют примерно половину от общего энергопотребления датацентра.
Отметим, что управление энергопотреблением и пиковой мощностью становится все более важным, поскольку в настоящее время разработчики оборудования ищут возможности разместить все более мощные вычислительные системы в компактном корпусе. Благодаря инновационной энергоэффективной конструкции SuperMUC занимает в 10 раз меньше места и обладает лучшими показателями пиковой мощности, чем аналогичные суперкомпьютеры, охлаждаемые с помощью традиционных воздушных кондиционеров.
Инженеры IBM полагают, что охлаждение с помощью горячей воды станет одной из ключевых технологий при создании суперкомпьютеров в будущем, включая трехмерную архитектуру чипов, в которой процессоры устанавливаются друг над другом. Исследователи работают с крошечными трубками — всего 50 микрон в диаметре — которые охватывают процессорные блоки. В IBM прогнозируют, что благодаря водяному охлаждению в 2025 году суперкомпьютер можно будет разместить в корпусе обычного настольного компьютера.