Парафиновое охлаждение: не все так просто

03 сентября 2014 г. | Цодиков Евгений | Категория: Обсуждаем статью

Академические и исследовательские круги нашли новый способ экономичный охлаждения суперкомпьютеров — с парафином, который обычно использовался для изготовления косметики, чаще всего, в качестве вазелина. В Австрии инновацию уже применили для работы дата-центра и доказали результативность технологии в отрасли.  

Восемь австрийских университетов совместно использовали 32 000 ядер основной структуры, построенной совместно с Венским научным сообществом (VSC). Третья версия одноименного суперкомпьютера (VSC-3) в настоящее время имеет 2020 вычислительных узлов, каждый и которых содержит 16 процессорный ядер. Совокупная вычислительная мощность составляет более 600 терафлопс.

Интенсивные вычислительные процессы высокопроизводительных компьютеров (HPC) создают много тепла в Центре наук в Венском технологическом университете (TU Wien), — восемь различных австрийских университетов используют его в расчетах при проведении метеорологических исследований физики частиц.

VSC-3 использует треть энергии своего «предшественника», суперкомпьютера VSC-2, несмотря на то, что работает с гораздо большей нагрузкой, так как дополнительно к консорциуму присоединились другие университеты и научные организации.

По словам профессора Герберта Стори из Венского университета TU Wien, научного руководителя проекта для VSC-3, наибольшая экономия достигнута благодаря необычному типу охлаждения. «Для нас было важно учитывать энергоэффективность еще на стадии планирования», – уточняет Стори.

Теперь VSC-3 потребляет 540 киловатт энергии − из расчета до 0,8 кВт на терафлоп. Ранее этот показатель составлял около 2,3 кВт на терафлоп.

Конструкция компьютера VSC-2 считается экологической инновацией, по мнению Стори, но применение парафинового масла усилило эффект.

Процессоры мейнфрейма погружены в резервуары, содержащие 35 тонн парафина, который имеет гораздо лучшую теплоотдачу, чем воздух или вода, говорит Георг Хабенхауер, проректор Венского университета природных ресурсов и прикладных естественных наук (BOKU). «Мы устанавливают новые стандарты устойчивости. Это инновационное, энергоэффективное жидкостное охлаждение идеально вписывается в философию нашего университета о сохранении ресурсов. И при этом мы остаемся открытыми для инноваций», – сказал Хабенхауер.

Нужно отметить, что идея охлаждения оборудования с помощью парафина давно витала в научной среде, в технологических и химических факультетах. В университете Огайо исследователь Адам Ландис представил свой научный проект на эту тему еще 10 лет назад. Он провел серию экспериментов и тестов, связанных с охлаждением оборудования и поддержки в помещении температуры 22+2’C при помощи парафина.

Хотя технология показала высокую эффективность и материал вполне доступен, Ландис пришел к выводу – с парафином все не так просто. Для его промышленного использования в системах охлаждения необходимо менять традиционные подходы к проектированию объектов. Нужно создавать специальные модули и даже особые методы контроля за системой. Так что о значительной экономии средств от внедрения «парафиновых ванн» на уже работающих дата-центрах говорить не приходится, поскольку понадобится менять слишком многое – от оснащения залов и вплоть до проверки противопожарных систем на новом охлаждающем материале и обучения персонала. Но у метода большие перспективы в будущем.

В хорватском университете Загреба трое исследователей Н. Украинчук, С. Курайка и Ж. Сипуша, проанализировали случаи конкретного применения парафина местной фирмы на разных технологических объектах, чтобы рассчитать консистенции материала в разных условиях нагревания и прочие параметры. Они считают, что парафиновое охлаждение хорошо сочетается с солнечными батареями и его «сглаживающий» эффект особенно помогает сохранять стабильный режим охлаждения для оборудования при резком перепаде температур. Они же высказали идею о возможности применения различных композитных смесей. Например, что будет если в парафин добавить графит? Варианты могут быть самыми разными. Парафины инертны к большинству химических реагентов. Температура плавления самого парафина может быть различной − от 27 до 70’C в зависимости от видов – твердых или жидких. И применение отличается: в качестве лыжной мази парафин ускоряет скольжение, а в ядерной физике и технике он же является эффективным замедлителем нейтронов и «генератором» протонов.

Австрийские университеты впервые применили парафиновый метод охлаждения для серверов ЦОДа. Поскольку им была предоставлена возможность создания экспериментального дата-центра, этот широкомасштабный проект стал площадкой для тестирования инновации, причем результат превзошел ожидания теоретиков.

Дополнительную информацию можно найти на сайте www.datacentermap.com

Теги: охлаждение, VSC, VSC-3