Toplina koju superračunala proizvode tijekom rada ponovno će se koristiti. Novi sustav smanjit će potrošnju energije za 40, a emisije ugljičnog dioksida za čak 85%.

Švicarski Savezni institut za tehnologiju, ETH (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich) i IBM predstavili su potpuno novi način vodenog hlađenja superračunala koji će višak topline koju stroj stvara pri radu iskoristiti za grijanje zgrada sveučilišta. Riječ je o tehnologiji, radno nazvanoj Aquasar (pogledaj video na kraju teksta), koja predstavlja značajan napredak u ostvarenju energetski učinkovitijeg računalstva – smanjiti će potrošnju energije za četrdeset posto i emisiju ugljičnog dioksida za 85 posto. To znači da će superračunalo s novim sustavom vodenog hlađenja emitirati oko trideset tona CO2 manje u usporedbi sa superračunalom sličnih karakteristika koje koristi današnje tehnologije hlađenja.

U razvoju energetske učinkovitosti računalnih sustava i data centara do sada nije mnogo postignuto. Zapravo, više od pedeset posto emisije ugljičnog dioksida ili potrošnje energije ne dolazi od samog računala, već od energije koja se troši na napajanje uređaja koji sprječavaju pregrijavanje procesora. Ta situacija je daleko od onoga što smatramo optimalnom energetskom učinkovitošću kad to promatramo iz holističke perspektive.

„Energija je neosporno glavni izazov s kojim će se čovječanstvo suočiti u 21. stoljeću. Zato sebi više ne možemo priuštiti gradnju računalnih sustava čiju ćemo snagu mjeriti samo brzinom procesiranja podataka", objašnjava prof. D. Poulikakos, voditelj Laboratorija za termodinamiku novih tehnologija u ETH institutu i glavni znanstvenik na interdisciplinarnom projektu koji je rezultirao novim sustavom vodenog hlađenja superračunala. „Cilj nam je postići što bolje performanse super računala i dana centara uz što manji utrošak energije”.

Superračunalo s ugrađenim inovativnim Aquasar sustavom vodenog hlađenja i ponovnom uporabom topline stroja koje će trošiti 40 posto manje energije, bit će smješteno na ETH institutu u Zurichu i počet će s radom slijedeće, 2010., godine. Novi sustav rezultat je dugoročne suradnje ETH instituta i IBM-a u području istraživanja računalnog hlađenja na razini procesora, temeljenog na konceptu 'vodom hlađenih data centara s izravnom ponovnom uporabom energije'. Taj koncept razvili su znanstvenici u IBM-ovu istraživačkom laboratoriju u Zurichu.

Vodom hlađeno superračunalo sastojat će se od dva IBM BladeCenter poslužitelja u tzv. rack dizajnu, koje će moći obrađivati oko deset teraflopsa podataka u sekundi. Svi procesori na oba poslužitelja bit će opremljeni minijaturnim visokoučinkovitim hladilima te će biti spojeni na mrežu instalacija i konektora putem koje će se svaki od njih moći po potrebi uključivati ili isključivati iz sustava.

Voda upija 4000 puta više topline od zraka, a i bolje je sredstvo za njezin prijenos što je čini puno učinkovitijim sredstvom za hlađenje. Voda približne temperature od 60 °C dovoljna je za održavanje procesora na njegovoj idealnoj radnoj temperaturi koja je puno niža od maksimalno dopustivih 85 °C. Viša temperatura sredstva za hlađenje rezultira i njegovom višom temperaturom na izlazu iz sustava. U slučaju Zurichškog superračunala temperatura vode koja će izlaziti iz sustava bit će 65°C.

Cjevovod uređaja za hlađenje svakog pojedinog čipa povezan je s cjevovodima ostalih čipova, a svi skupa povezani su s glavnom mrežom za prijenos vode. Superračunalo treba oko deset litara vode za hlađenje, a crpka osigurava protok od približno 30 litara u minuti. Cijeli sustav za hlađenje je zatvoreni krug: hladna voda se prvo zagrije prelaskom preko čipova te zatim hladi u sustavu cjevovoda i dok prolazi kroz pasivni izmjenjivač topline. U konkretnom, eksperimentalnom slučaju taj sustav toplinu koju je preuzeo u superračunalu prenosi izravno u sustav centralnog grijanja sveučilišta u Zurichu. Na taj način voda se ne mora hladiti u posebnim uređajima za hlađenje koji su poznati kao veliki potrošači energije.

„Toplina je vrijedna roba u našem društvu i svakodnevnom životu. Volimo je imati i dobro plaćamo za nju. Ako uhvatimo višak topline koju proizvode naši računalni sustavi i što učinkovitije je prenesemo tamo gdje nam je potrebna, uštedjet ćemo energiju i smanjiti emisiju ugljičnog dioksida. Zato je ovaj projekt značajan korak ka oblikovanju energetski svjesnih i ekološki učinkovitih računalnih sustava i data centara", kaže Dr. Bruno Michel, direktor odjela Advanced Thermal Packaging u IBM-ovom istraživačkom laboratoriju u Zurichu.

Tri godine zajedničkog istraživanja ekološki učinkovitog računalstva visokih performansi
Gledan iz industrijske perspektive, ovaj projekt dio je posebnog IBM-ova programa razvoja potpuno novih rješenja. Program se zove FOAK što je skraćenica od engleskog izraza za frazu – „prvi takve vrste“ (First-Of-A-Kind). Taj program spaja IBM-ove znanstvenike s korisnicima u istraživanju i pokusnoj uporabi novih tehnologija u rješavanju stvarnih poslovnih problema. Program je podržan od tvrtki IBM Switzerland i IBM-ovog laboratorija za istraživanje i razvoj u gradu Boeblingenu, u Njemačkoj.

Istraživanje mogućnosti vodenog hlađenja superračunala planirano je kao trogodišnji zajednički istraživački program nazvan Ponovna uporaba viška topline od tekućinom hlađenih superračunala: Prema štednji energije, visokim performansama i ekološkoj učinkovitosti računalstva i data centara. Program zajednički financiraju IBM, ETH Institut iz Zuricha i švicarski Centar za razvoj kompetencija u energiji i transportu. Dio sustava bit će posvećen daljnjim istraživanjima tehnologija za hlađenje koje će obavljati znanstvenici iz ETH instituta u Zurichu i Lausannei, Centru za kompetencije u energiji i transportu i iz IBM-ovom istraživačkom centru u Švicarskoj.

Za istraživanje su važne i računalne performanse sustava Aquasar koji će biti iskorišten u radu Laboratorija za računalnu znanost i inženjerstvo, znanstvenog odsjeka ETH instituta u Zurichu. Superračunalo će se baviti višerazinskim simulacijama problema koji se javljaju u dinamici fluida i nanotehnologiji. Znanstvenici iz tog laboratorija, zajedno s kolegama iz IBM-ovog laboratorija u Zurichu bavit će se i optimizacijom učinkovitosti algoritama koji se koriste u tom superračunalu. Njihovom radu pridružiti će se i drugi laboratoriji koji sudjeluju u ovom projektu. Oni će testirati svoje algoritme. Cilj je pokazati kako učinkovito rješavanje važnih znanstvenih problema može biti obavljeno s manje energije i ekološki učinkovito.

1 Procjena o 30 tona ugljičnog dioksida manje utemeljena je na pretpostavci prosječne godišnje potrošnje energije i uštedama koje će se dogoditi manjom uporabom fosilnih goriva za grijanje prostorija . Sustav je osmišljen u skladu s kriterijima o smanjenju emisije CO2 zapisanima u protokolu iz Kyota.
2 BladeCenter poslužitelji sastavljeni su od QS22 IBM PowerXCell 8i procesora i HS22 Intel Nehalem processra. Dodatni, treći i zrakom hlađeni IBM BladeCenter poslužitelj bit će implementiran kao referentni sustav putem kojeg će se obavljati mjerenja. Molim, pazite, sve brojke navedene u ovom priopćenju su procjene i odnose se na vodom hlađen IBM BladeCenter poslužitelje.

Napiši komentar

Molimo vas da sadržaj komentara bude tematski vezan uz članak koji se komentira. Imajte na umu da administratori imaju prava pobrisati sva vrijeđanja i napade na osobnoj razini. Ne koristite komentare kao sredstvo osobne promidžbe. Da biste dobili novi sigurnosni kod, molimo vas da osvježite vaš preglednik prije pritiska tipke Šalji. Gornja stavka vrijedi ukoliko greškom upišete krivi sigurnosni kod.
Korisničko ime:
BBCode:
Komentar:
Sigurnosni kod:*