【每日经济新闻】每经记者实探全球第九大超算中心:德国莱布尼茨超算中心温水冷却节能30% 正寻求新突破

时间:2019-09-15 23:10       来源: 每日经济新闻

莱布尼茨超算中心目前位居欧洲超算第一位 , 由德国巴伐利亚州政府支持 , 面向科研机构和非盈利组织等 。 据Laura介绍 , 全球算力的增长相对比较平缓 , 但数据的增长速率远超算力增长速率 , 超算对数据进行分析 , 可找到数据之间的模式或者逻辑 。 预计

莱布尼茨超算中心目前位居欧洲超算第一位 , 由德国巴伐利亚州政府支持 , 面向科研机构和非盈利组织等 。

据Laura介绍 , 全球算力的增长相对比较平缓 , 但数据的增长速率远超算力增长速率 , 超算对数据进行分析 , 可找到数据之间的模式或者逻辑 。 预计到2025年 , 数据量将会达到175ZB(十万亿亿字节) 。 “如果能够通过超算去发现这些海量的数据当中的一些逻辑、规则 , 并且对其加以使用的话 , 这对于人类来说就是开启了新世界的大门 。 ”Laura称 。

在海量数据源源不断产生的背景下 , 如何利用和处理数据成为世界性课题 , 超算中心因为拥有超强计算力 , 能够处理一般计算机解决不了的难题 , 吸引了越来越多的关注目光 。 但超强计算力的背后 , 是“吃电怪兽”的影子 , 能耗问题是超算中心绿色发展的关键 。

9月11日 , 莱布尼茨超算中心战略性发展和合作业务主管 Laura Schulz向包括《每日经济新闻》采访人员在内的?#25945;?#37319;访人员介绍 , 该超算中心使用的是温水水冷技术 , 相较于普通的风冷技术节能不少 , 目前正寻求突破将多余的热量直接转换为制冷的能源 , 从而进一步降低能耗 。

Laura向《每日经济新闻》采访人?#21271;?#31034; , ?#36816;?#30340;经验 , 目前没有比温水水冷技术更好的制冷应用 。

若您是位球迷 , 对拜仁慕尼黑足球队肯定耳熟能详 , 而距离其?#26696;?#25454;地”安联球场驾车约10分钟的距离 , 2019年全球TOP500超算榜单中排名第九的莱布尼茨超算中心就位于此 。 做一个形象类比 , 莱布尼茨超算中心在超算领域于德国而言 , 不输拜仁球队之于德国足球的地位 。 (每日经济新闻)

用洗澡水的温度为处理器降温

最初 , “超算魔方”仅有一个 , 在扩建后成为“双子魔方” 。 为了给建筑背后的水獭留一个完整的巢穴 , 后建的魔方比之前的在长度上要短一米 。 “科学上失去一米 , 环境中获得一米 。 ”进门前 , Laura向来访的采访人员讲述了这个小故事 , 表达莱布尼茨超算中心对于环境的态度 。

据介绍 , “超算魔方”共有五层 , 第五层是水冷系统 , 第四层是超算 , 第三层是集群小机器 , 第二层是水处理系统 , 第一层则是电力系统 。 莱布尼茨超算中心采用的是超级计算机SuperMUC-NG , 每秒峰值性能可完成26.9千万亿次浮点运算(即每秒完成近3×1016次运算) , 拥有719TB(万亿字节)主存储器、50PB(千万亿字节)外部数据存储器和一套高速互联装置 , 可为物理、化学、生命科学、地理、气候研究、工程等领域的研究人员提供服务 。

据联想集团德国数据中心展?#23621;?#21019;新中心方面介绍 , 玻璃罩内分冷通道和热通道 , 冷通道在前面 , 使得冷空气被吸?#36739;?#32479;?#31361;?#26550;里面 , 对机器进行降温 。 热通道在后面 , 向外部排出热量 。 热空气出来后 , 由空调降温 。 前冷后热 , 形成一个循环系统 。

但系统越大 , 消耗的能源就越多 , 更好的能效比成为全球范围内的追求 。 “由于采用了新型温水冷却系统 , SuperMUC-NG是全球最节能的超级计算机之一 。 ”Laura表示 , 在研发每一代设备时 , 他们会先用测试设备进行测试 , 尝试将更多的设备部件用水冷技术降温 , 之后再推广到更大的系统里 。

莱布尼茨超算中心的水冷系统运?#24515;?#24335;是:温水?#27833;?#31649;中流过 , 将处理器的热?#30475;?#36208; , 进入水处理系统 , 最后到达屋顶 , 屋顶有类似于瀑布的排水设计 , 水会像瀑布一样流下来 , 之后从入口又重新流进来 , 由此形成一个封闭的系统 。

“50℃是散热效果最佳的温度 , 在此温度下 , 热量向外传导的速度最高 。 ”水冷技术支持方、联想集团德国数据中心展?#23621;?#21019;新中心解释了温度选择的原理 。

相较于传统的风冷技术 , 即单一通过空调或风扇制冷 , 水冷技术虽然建设成本高 , 但使?#36152;?#26412;相对低 。 莱布尼茨超算中心方面介绍 , 根据最新的数据 , 目前采用的水冷技术相较于风冷技术节能30% , 每年可节省140万欧元 。

热冷转?#24140;低橙源?#23436;善

风冷技术下的超算中心噪音相对较大 , 而水冷技术之下的莱布尼茨超算中心虽然仍有噪音 , 但在Laura提高说话音量后 , 可面对面交谈 。

超算中心内的机器目前有三套系统 , 其中第一代和第二代系统的算力是一样的 , 但第二代的体积只有第一代的1/3 , 第三代和第二代系统的体积是一样大 , 但算力是第二代的约6倍 。 ?#20843;?#30528;设备的更新换代 , 超算的体积更小 , 算力更高 。 ”Laura介绍道 。

“从1995年开始 , 建模和模拟开始成为许多国家的重点发展领域 。 因此 , 对超算的需求开始稳步上升 。 现在 , 在2020年即将来临之际 , 我们即将进入ExaFlop时代 。 ExaFlop就是每秒一百京(即1018)次的浮点运算 。 ”Laura表示 。

不过 , 中国电子节能技术协会数据中心节能技术委员会秘书长吕天文认为 , 温水水冷技术仍需要空调制冷 , 并不是一个终极手段 , 而是一个折中方案 。 具体而言 , 温水水冷系统不能将服务器上的热量全部带走 , 服务器主板仍需要散热 , 这些热量如果无法全部带走 , 就无法脱离空调制冷 。

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