Суперкомпьютер охлаждается горячей водой

Если учесть стремительное развитие суперкомпьютеров, немецкая машина, вероятно, лишиться своего место в числе лидеров Топ 500 совсем скоро, но технические характеристики являются лишь одним из аспектов, которые заставили нас заинтересоваться SuperMUC.

На самом деле пара других факторов намного важнее: новый дизайн и инновации в системе охлаждения вычислительного монстра.

«SuperMUC состоит из процессоров со стандартным набором инструкций, которые среди прочего используются в ноутбуках, настольных ПК и серверах», сказал Арндт Боде, руководитель LRZ. «Этот факт существенно упрощает создание программ для данной машины, если сравнивать с большинством других суперкомпьютеров, чьи специализированные ускорители (устройство, ускоряющее выполнение операционной части машинных команд центральным процессором) требуют огромных усилий по адаптации программ».

Система охлаждения работает не только на уровне стойки: она непосредственно охлаждает отдельные процессоры и модули оперативной памяти при помощи теплой воды при температуре до 55 ⁰C. Эта «система охлаждения при помощи горячей воды» была разработана IBM. SuperMUC является первым суперкомпьютером, где разработка «голубого гиганта» используется в промышленных масштабах.

«SuperMUC является важной вехой в области развития экологически чистых суперкомпьютеров с малым энергопотреблением. Он появился в результате нескольких лет исследований и опытно-конструкторских работ в IBM», отметила Мартина Кодериц, председатель и главный исполнительный директор филиала IBM в Германии.

Корпорация IBM уже давно является сторонником систем водяного охлаждения, которые отводят тепло более эффективно, а также проектируются с учетом возможности применения отводимого тепла на других объектах. Например, созданный IBM суперкомпьютер Aquasar, который пользуются исследователями из Федерального технологического института Швейцарии в Цюрихе, служит источником тепла для окружающих строений – все благодаря уникальной системе охлаждения.

После передачи машины под контроль немецких ученых IBM продолжит развивать технологию охлаждения при помощи горячей воды: «Наш план заключается в установке охлаждающих агентов непосредственно на процессоре для охлаждения 3D-чипов (трехмерные чипы, в которых процессоры сгруппированы в вертикальную стопку)», сказал Бруно Мишель, руководитель программы исследований Advanced Thermal Packaging, проводимой в рамках филиала IBM Research в Цюрихе. Мишель является одним из авторов концепции системы охлаждения SuperMUC. «Наша работа может подготовить почву для существенного снижения габаритов систем и улучшения производительности: в конечном счете, SuperMUC может уменьшиться до размеров ПК».

Сумма инвестиций в развитие SuperMUC, а также затраты на эксплуатацию машины на следующие пяти-шести лет оцениваются примерно в € 83 млн. Создатели суперкомпьютера среди прочего получили субсидии от местного правительства за развитие инновационных технологий. Суперкомпьютер SuperMUC будет использоваться для моделирования исследовательских проектов ученых из разных стран Европы. Речь, в том числе, идет и об изысканиях в сфере биологии: моделирование потока крови в теле или движения воздуха в легких. SuperMUC также будет применяться и физиками для изучения роли темной материи во Вселенной.

SuperMUC, который установлен в Гархинге под Мюнхеном, является самым быстрым суперкомпьютером в Европе, а также занимает четвертое место в списке 500 мощнейших суперкомпьютеров в мире. На днях машина была официально передана главой немецкого филиала IBM в лице Мартины Кодериц профессору Арндту Боде, который возглавляет вычислительный центр имени Лейбница.

Подведение силовых и сетевых кабелей к серверам всегда сопряжено с проблемами. Создатели SuperMUC придумали оригинальное решение — лотки над серверными стойками.

Лотки вид сверху

Данное решение позволяет упорядочить практически все кабели

Один из блейд-серверов SuperMUC с установленной на нем медной циркуляционной трубой, по которой движется вода. В системе охлаждения используется в общей сложности 8000 литров воды

Специальным образом обработанная вода в нормальном режиме нагревается до температуры в 55 °С, но обычно температуры составляет около 40 градусов по Цельсию. Удерживать жидкость в подобных температурных границах проще, чем работа в рамках прежних норм (18 °С до 21 °С). Кроме того, это позволяет применять «естественное охлаждение» с помощью наружного воздуха

В техническом крыле LRZ спокойно сосуществуют каналы подачи воды и элементы воздушного охлаждения

CyberSecurity.ru - Немецкий суперкомпьютерный центр им Лейбница при Академии наук Баварии сегодня отметил свое 50-летие и презентовал новый суперкомпьютер SuperMUC, являющийся четвертым самым мощным компьютером в мире и самым мощным компьютером на базе процессоров x86. Создан суперкомпьютер был компанией IBM, а работает он под управлением операционной системы SUSE Linux Enterprise Server. Также SuperMUC стал самым быстрым суперкомпьютером в Европе.

В заявлении разработчиков SUSE говорится, что машина имеет уникальную систему охлаждения, похожую на кровеносную систему в организме человека. Благодаря этой системе компьютер имеет пониженное энергопотребление. Второй изюминкой машины является система сбора тепла, которое потом используется для подогрева воды в университетском кампусе.

Также в заявлении говорится, что машина имеет 155 000 процессорных ядер, способных доставить производительность в 3 петафлоп/сек. Объем оперативной памяти компьютера составляет 324 терабайта.

Напомним, что сейчас SUSE принадлежит инвестиционному фонду Attachmate, но раньше он входил в компанию Novell, а до этого он был создан группой немецких программистов, сохранивших свою связь с данной ОС. Именно поэтому в Германии к SUSE Linux особенное отношение и здесь позиции этой системы довольно сильны.

По статистике, SUSE работает примерно на трети из 25 мощнейших суперкомпьютеров.

Заключение

Сегодня в суперкомпьютерном мире наблюдается новая волна, вызванная как успехами в области микропроцессорных технологий, так и появлением нового круга задач, выходящих за рамки традиционных научно-исследовательских лабораторий. Налицо быстрый прогресс в производительности микропроцессоров RISC-архитектуры, которая растет заметно быстрее, чем производительность векторных процессоров. Например, микропроцессор HP РА-8000 отстает от Cray T90 всего примерно в два раза. В результате в ближайшее время вероятно дальнейшее вытеснение векторных суперЭВМ компьютерами, использующими RISC-микропроцессоры, такими, как, например, IBM SP2, Convex/HP SPP, DEC AlphaServer 8400, SGI POWER CHALENGE. Подтверждением этого стали результаты рейтинга ТОР500, где лидерами по числу инсталляций стали системы POWER CHALLENGE и SP2, опережающие модели ведущего производителя суперкомпьютеров - компании Cray Research.

Тем не менее, очевидна, будет продолжаться развитие векторных суперЭВМ, по крайней мере от Cray Research. Возможно, оно начинает сдерживаться из-за требований совместимости со старыми моделями. Так, не нашла потребителя система Cray-4 компании Cray Computer, имеющая характеристики конфигурации и производительность, близкие к новейшей системе Cray T90 от Cray Research при в 2 раза более низкой цене, но несовместимая с компьютерами Cray Research. В результате Cray Computer разорилась.

Успешно развиваются системы на базе MPP-архитектур, в том числе с распределенной памятью. Появление новых высокопроизводительных микропроцессоров, использующих дешевую КМОП-технологию, существенно повышает конкурентоспособность данных систем.