VSC-3: superpočítač ponořený do chladicí kapaliny

Superpočítač VIenna Scientific Cluster 3 je celý ponořený do chladicí kapaliny, která udržuje stabilní teplotu komponent ve všech serverech.

V oblasti velkých a výkonných serverů a superpočítačů, je stále větší důraz na efektivitu nejen výpočetního výkonu dle spotřeby, ale také co nejnižší náklady na další oblasti. Jednou z nejdůležitějších je chlazení, které je potřeba pro udržení stabilních teplot u procesorů, výpočetních grafických karet, disků, SSD, zdrojů a spousty dalších různých komponent.

Nejpopulárnější technologií je stále vzduchové chlazení, které má ale několik nevýhod. Příliš dobře nevodí teplo a dle polohy tak může být velký rozdíl mezi teplotami jednotlivých serverů či komponent. Kvůli tomu je také nutné chladit více, než by bylo potřeba. A to znamená i zbytečně zvýšené náklady na provoz.

Společnost Green Cooling patří mezi tvůrce chlazení pomocí kapaliny a to nikoli na způsob běžného vodního chlazení, kdy je místo vzduchového chladiče namontován vodní blok na konkrétní komponentu. Chladicí systém CarnotJet zahrnuje boxy s chladicí kapalinou, do kterých se ponoří celé servery.

Superpočítač VSC-3 a výkon 600 TFLOPS

Třetí a nejnovější vídeňský superpočítač VSC-3 (Vienna Scientific Cluster) je složen z 2020 serverů SuperMicro, přičemž každý z nich je vybaven dvěma osmijádrovými procesory Intel Xeon E5-2650v2 s frekvencí 2,6 GHz až 3,4 GHz (TDP 95 W). Tyto čipy jsou postavené na 22nm architektuře Ivy Bridge-EP.

Klepněte pro větší obrázek
Specifikace VSC-3 a ukázky základních desek s komponenty

Superpočítač má celkem 32 768 výpočetních procesorových jader s výkonem 596 TFLOPS (Linpack) a operační pamětí s kapacitou 131 TB. Celková spotřeba superpočítače je 450 kW.

Klepněte pro větší obrázek
Servery jsou kompletně ponořené do chladicí kapaliny

Jak je vidět, maximální výpočetní výkon není příliš oslňující, což znamená až 85. místo v žebříčku nejvýkonnějších superpočítačů na světě. VSC-3 je ale zajímavý použitím zmíněného chladicího systému CarnotJet.

Kapalné chlazení a efektivní spotřeba

Systém CarnotJet je složen z boxu, do kterých se umístí servery. Další částí jsou pumpy, které přečerpávají ohřátou kapalinu do externích chladicích věží a samozřejmě zmíněná kapalina.

Klepněte pro větší obrázek

Speciální minerální průzračný olej ElectroSafe je pochopitelně nevodivý a zvládne přenášet 1 200x více tepla než vzduch. Díky tomu je v boxu poměrně stabilní a rozložená teplota v rámci všech komponent. Je tak možné chladit na vyšší průměrnou teplotu, která je udržována u všech částí serverů. Green Cooling uvádí srovnání, že udržení teploty kapaliny na 38 stupňů Celsia je méně nákladnější, než chlazení vzduchem na teplotu 25 stupňů Celsia.

Klepněte pro větší obrázek
Boxy s kapalným chlazením Green Cooling si můžete nechat i efektně podsvítit

Podle specifikací kapaliny ElectroSafe není potřeba žádná výměna v budoucnu a životnost je stejná nebo delší než použitelnost samotného superpočítače. Rovněž nedochází k žádnému znatelnému vypařování jako třeba u vody. Pro instalaci VSC-3 se použilo přibližně 946 litrů chladicí kapaliny, která neustále dokola cirkuluje. Systém má redundantní pumpy pro případ, kdyby se jedna z nich poškodila.

Díky tomuto systému chlazení se superpočítač VSC-3 chlubí rekordním mechanickým PUE (Indikátor energetické efektivity), který je pouze 1,02. Samotné chlazení tak spotřebuje pouze 2 % z celkové spotřeby superpočítače.

VSC-3 je ale z pohledu celkové efektivity GFLOPS/W kvůli použitým komponentám a absenci výpočetních grafických karet až na 86. místě v tabulce Green500.

Nižší náklady na provoz

Podle zkušeností společnosti ClusterVision, která se specializuje na návrh a instalaci serverových a superpočítačových systémů, může být systém kapalného chlazení na bázi Green Cooling dražší, ale oproti vzduchovým řešením má nižší náklady na provoz.

Klepněte pro větší obrázek
I takhle může vypadat serverovna

Ekonomika tohoto typu chlazení je tak výhodnější než při použití chlazení vzduchem, které je momentálně nejpopulárnější. Dočkáme se tak pomalého přechodu na podobný systém kapalného chlazení? Pokud bude tlak na efektivitu stále důležitější, lze to docela dobře předpokládat.

Klepněte pro větší obrázek

Jak navíc ukazují mnohé statistiky, teploty hrají velkou roli v oblasti výdrže u různých komponent. S efektivnějším chlazením a stabilní teplotou je tak částečně spojená i případná poruchovost.

Témata článku: Technologie, Hardware, Superpočítače, Green, Revolution, Vienna, Chlazení, Vzduchový chladič, Stabilní teplota, Pomalý provoz, Celková spotřeba, Kapalina

23 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Garfield73 9. 7. 2015 10:41:02
    Chlazení kapalinou si můžete v pohodě udělat i sami na youtube je spousta...
  • MICHYS 9. 7. 2015 10:10:44
    Nepřekvapuje mě, že to celé postavili na Supermicro, je to ta správná...
  • Haunter 8. 7. 2015 22:41:52
    Proč je teda týpek v bundě když to chladí vodou tudíž serverovnu už...
Určitě si přečtěte

Co je realita a fikce? Brzy to nepoznáme. A.I. ze Stanfordu tvoří fotky z neexistujících měst

Co je realita a fikce? Brzy to nepoznáme. A.I. ze Stanfordu tvoří fotky z neexistujících měst

** Fotografii každý vnímá jako jednoznačný důkaz ** časem to ale přestane platit ** Strojové učení se totiž neustále zdokonaluje

16.  8.  2017 | Jakub Čížek | 13

USB zařízení je možné odposlouchávat ze sousedního portu

USB zařízení je možné odposlouchávat ze sousedního portu

** Crosstalk byl dřív problém paralelních portů, dnes se ho pokusili prověřit na USB ** Zařízení ze sousedního USB portu může odposlouchávat to vedlejší ** Mohou vznikat záškodnické flašky nebo třeba USB lampičky

14.  8.  2017 | Adam Harmada | 19

Nový Skype! Vypadá jinak a je „sociálnější“

Nový Skype! Vypadá jinak a je „sociálnější“

18.  8.  2017 | Markéta Mikešová | 35


Aktuální číslo časopisu Computer

Velký test NVMe a SATA SSD

Máte slabý signál
Wi-Fi? Poradíme!

Jak umělá inteligence opravuje fotky

Kupujete dron? Ty levné se nevyplatí