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El agua caliente ayuda a una supercomputadora supereficiente a mantener la frescura
Cuando se trata de supercomputadoras, no se trata solo de caballos de fuerza bruta. Controlar el consumo de energía se ha convertido en uno de los mayores desafíos técnicos para hacer supercomputadoras más robustas y rápidas.
Una representación por computadora de la nueva supercomputadora. Crédito: IBM.
El Centro de Supercomputación Leibniz anunció hoy que su supercomputadora SuperMUC (MUC es el código de aeropuerto para el aeropuerto cercano de Múnich), construida en conjunto con IBM, consume un 40 por ciento menos de energía que una máquina comparable. El truco para reducir drásticamente el consumo de energía es el enfriamiento por agua, un enfoque que IBM continúa aplicando para empaquetar más potencia informática en paquetes más pequeños.
Los sistemas de refrigeración por agua de las computadoras hacen circular agua sobre los componentes activos, como los procesadores y la memoria, para eliminar el calor. A menudo, estos sistemas de refrigeración tienen que reducir la temperatura del agua entrante antes de que circule, según el Centro de Supercomputación de Leibniz . Pero el SuperMUC puede funcionar con agua caliente hasta 40 ° C (más de 100 ° F). Eso significa que el agua caliente saliente se puede enfriar con aire ambiente o mediante un intercambio de calor, en lugar del equipo de enfriamiento del compresor.
En la instalación de Leibniz, el agua calentada por la supercomputadora se hará circular a un intercambiador de calor y luego se utilizará para mantener el edificio caliente durante el invierno. El Centro estima que ahorrará alrededor de un millón de euros cada año de esta manera. Sin embargo, a pesar de su eficiencia energética, SuperMAC no se queda atrás en el departamento de informática: equipado con más de 150.000 núcleos de procesador en 9.400 nodos de cómputo y más de 300 terabytes de RAM, es el superordenador más rápido de Europa con un rendimiento máximo de tres petaflops, o 10,000,000,000,000,000 Operaciones de punto flotante por segundo.
La tecnología básica de enfriamiento de computadoras, llamada Aquasar, proviene del laboratorio de IBM Research en Zurich. Pequeñas tuberías, llamadas microcanales, llevan agua directamente a la superficie de los procesadores de servidores. Una vez que el agua se enfría, se puede recircular para eliminar el calor nuevamente.
Sistema de refrigeración de servidor x iDataPlex dx360 M4 de IBM. Crédito: IBM.
El trabajo en la refrigeración por agua se ha realizado durante años, pero en un centro de datos o supercomputador típico, las temperaturas de los servidores y otros equipos se controlan pasando aire frío por los racks. La refrigeración representa aproximadamente la mitad del consumo de energía de estos grandes centros informáticos.
Una arquitectura informática energéticamente eficiente es importante para una Alemania consciente del medio ambiente, dice Herbert Huber del Centro de Supercomputación Leibniz. Alemania es muy verdosa, por lo que la conciencia de la energía y el poder es un aspecto crucial, él dijo .
En general, las técnicas para administrar el consumo de energía y la potencia máxima son cada vez más importantes a medida que los diseñadores buscan empaquetar computadoras más potentes en espacios más pequeños. Debido a su diseño de eficiencia energética, SuperMAC es diez veces más compacto y tiene un mejor rendimiento máximo que una máquina refrigerada por aire comparable, según el Centro de Supercomputación Leibniz.
IBM espera que la refrigeración por agua caliente fundamental para las futuras supercomputadoras , incluidas arquitecturas de chips tridimensionales en las que se apilan varios procesadores uno encima del otro. Los investigadores están trabajando en pequeños tubos de solo 50 micrones de ancho incrustados entre las pilas de procesadores, según IBM Research . Con la refrigeración por agua, IBM predice que para 2025 una supercomputadora podría caber en la carcasa de una computadora de escritorio de 2012.
El sistema de refrigeración por agua se encuentra encima de SuperMUC. Crédito: IBM