Вычислительный центр Лейбница Баварской академии наук (LRZ) предлагает более 100 000 студентов, преподавателей и сотрудников ИТ-служб, таких как электронная почта, интернет, WiFi и VPN. Это университетский вычислительный центр Университета им. Людвига Максимилиана (LMU), Технического университета Мюнхена (TUM), Баварской академии наук и других научных учреждений Свободного государства Бавария. Кроме того, LRZ использует высокопроизводительные вычислительные системы для этих университетов, а также национальный высокопроизводительный компьютер, который является одним из самых мощных компьютеров в мире и доступен для всех государственных исследовательских учреждений Германии.
Картинная галерея
Картинная галерея с 7 картинками
Эти высокопроизводительные вычислительные системы (HPC) образуют ядро для моделирования реальных проблем. Это позволяет избежать затрат на лабораторные эксперименты и позволяет проводить только те эксперименты, которые невозможно провести, например, в области астрофизики, разработки самолетов или гражданской защиты. Области применения: химия, материалы, механика, инженерия, климат и экология. Например, для последних моделируются осадки, рассчитывается затопление и, таким образом, показывается, каких мер можно избежать. Примерами для технических наук являются моделируемые ветряные электростанции и ветряные турбины, распределение которых можно рассчитать таким образом, чтобы они влияли друг на друга как можно меньше.
Дни охлажденияДни охлаждения предлагают концентрированные ноу-хау в области управления теплом и представляют множество новых технологий и продуктов. В этом году основное внимание будет уделено основам 22 октября, тенденциям в области технологий и наилучшей практике 23 октября, а также охлаждению шкафа управления и силовой электронике 24 октября.
Больше информации: www.cooling-days.de
Только один контур охлаждения без механических блоков охлаждения
Из-за аппаратных платформ и типичных рабочих нагрузок, используемых в системе HPC, эффективное и мощное охлаждение ИТ-компонентов чрезвычайно важно. Стандартизированные архитектуры для таких требований быстро достигают своих технологических пределов. В особом случае LRZ также требовались дополнительные и новые вычислительные мощности. Предполагалось использовать обновление для создания системы, которая давала пользователям возможность готовить свои приложения для будущих компьютерных архитектур. Чтобы сэкономить энергию, ответственные за LRZ решили использовать 100-процентное водяное охлаждение. Отказ от воздушного охлаждения значительно повышает энергоэффективность: типичные показатели производительности (коэффициенты энергоэффективности) для воздушного охлаждения ниже пяти,для охлаждения горячей водой выше 20. Поскольку требуется только один контур охлаждения без механических охлаждающих устройств, сложность, затраты на установку и эксплуатацию инфраструктуры значительно снижаются.
«Воздушное охлаждение - не лучшее решение для наших компьютеров. Мы уже использовали системы с водяным охлаждением. Однако их можно улучшить, особенно в том, что касается их эффективности при охлаждении компонентов, что, конечно же, также связано с их возрастом », - говорит Герберт Хубер, руководитель отдела высокопроизводительных систем в LRZ, и ссылается на тот факт, что LRZ, как пионер, уже построил прямое водяное охлаждение в своих системах в 2011 году., В используемых системах, однако, не все компоненты были охлаждены водой, в основном источники питания, сетевые компоненты и коммутаторы. Результирующее высокое поступление энергии в окружающий воздух не может быть ниже 15%. Хубер: «С этими большими системами нам все еще приходилось обеспечивать много киловатт электроэнергии для воздушного охлаждения».
Разработка продукта
Моделирование стало проще
Уникальная система с водяным охлаждением во всем мире
Решение было предоставлено Megware Computer Vertrieb und Service GmbH со своим партнером Schäfer IT-Systems. Хотя системы, использованные в 2011 году, были созданы компанией Megware, система водяного охлаждения компании для высокопроизводительных вычислений и ИТ-решений в настоящее время находится в четвертом поколении. Отработанное тепло от всех компонентов отводится прямым водяным охлаждением. С этой целью существующие решения были дополнительно разработаны совместно с Schäfer IT-Systems, производителем специализированных решений для сетей, серверных шкафов и центров обработки данных, а компоненты, например, были переоборудованы с использованием холодных тарелок. Система, которая работает полностью с водяным охлаждением, в настоящее время является уникальной в мире. Он теплоизолирован и, таким образом, сводит к минимуму поступление тепла в окружающую среду примерно до 3% отработанного тепла в помещении. Остальное делается комнатными системами увлажнения и осушения. Кроме того, может быть повышен уровень температуры, при котором водяное охлаждение работает эффективно. Это делает горячую воду интересной для концепций охлаждения со вторичным использованием, таким как отопление здания. Охлаждающая вода также используется для повторного использования отработанного тепла в LRZ.
Megware и Schäfer IT-Systems также были убедительны в последнем общеевропейском тендере 2017 года. 100-процентное водяное охлаждение всех компонентов с более чем 40 ° C теплой водой требовалось для охлаждения кластера в течение всего года без энергоемкого механического охлаждения. Во время разработки приоритетными были два аспекта: теплоизоляция стоек, чтобы в компьютерную комнату поступало меньше отработанного тепла, и максимально возможная температура охлаждающей воды, чтобы можно было эффективно использовать отработанное тепло, например, для адсорбционного охлаждения. Всего было получено три заявки. «Мы не были удивлены. Не многие компании могут удовлетворить наши технические требования. Megware был единственным поставщиком, который мог предложить адекватную систему охлаждения », - говорит Хубер.«Затем мы вместе заключили договор поставки и рамочный договор и в 2018 году запустили систему HPC».
контроллер
Начало работы с немецкими МСП за пять шагов
Высокие требования предъявляются к водному циклу
Используя систему, LRZ снова делает шаг вперед в своей роли пионера. Наконец, ограничен выбор поставщиков ИТ-инфраструктур, которые могут использовать такую концепцию охлаждения с подходящими системами. Благодаря своему опыту, Schäfer IT-Systems удалось преодолеть этот пробел в технической реализации охлаждения для мегапрограмм. В тесном сотрудничестве с Megware компания сначала согласовала концепцию, а затем соответствующие решения. Например, он предъявляет высокие требования к водному циклу и его постоянному качеству: система охлаждения состоит из относительно небольших структур, через которые должна протекать вода. Следовательно, он должен быть максимально свободным от частиц. Благодаря контакту с охлаждающей жидкостью материал, используемый для компонентов, также имеет решающее значение.
В результате получается стойка, в которую интегрированы обе трубы для воды, теплообменник, включающий группу насосов, и сосуд для компенсации давления. В результате тепло может быть удалено из шкафа, не вступая в контакт с водяным контуром центра обработки данных. Замкнутый контур охлаждающей воды или разделение контуров в серверных шкафах и центрах обработки данных является необходимым шагом: в контурах в центрах обработки данных действуют менее строгие требования к качеству воды. Также встроен сенсорный экран, который отображает все температуры внутри и снаружи с использованием соответствующих датчиков и интерфейсов. В настоящее время это заменяет обычные облачные решения для приложений, которые LRZ не рассматривал в качестве альтернативы по соображениям безопасности. Интеллектуальная стойка объединяет ценности в программное обеспечение для управления, запрограммированное и управляемое Megware. Это означает, что администраторы также могут получить к ним доступ из других источников.
СОВЕТ ПО СЕМИНАРАМ Участники семинара «Успешное лидерство проектных команд» учатся профессионально решать задачи управления проектами и использовать эффективные методы лидерства.
Следующая информация
Резюме после одного года эксплуатации: значительная экономия энергии
«Примерно через год система HPC отвечает всем ожиданиям и начальным требованиям. Мы активно используем систему в сотрудничестве со студентами, которые занимаются научной работой, например, для проведения прикладных исследований в области энергоэффективности. Однако, прежде всего, мы видим значительную экономию энергии », - резюмирует Хубер.