Польские инженеры из Познаньского центра суперкомпьютерных и сетевых систем (Poznan Supercomputing and Networking Center; PSNC) в настоящее время изучают возможности повышения энергоэффективности высокопроизводительных вычислительных платформ при разгоне процессоров, которыми комплектуются их узлы.
Как правило, серверы внутри центров обработки данных загружаются в лучшем случае на 40%. Это означает, что 60% вычислительных мощностей остаются неиспользованными. Но для некоторых задач подобных ресурсов недостаточно: хорошо оптимизированное программное обеспечение может непрерывно загружать процессоры на все 100%, ввиду чего для ускорения обработки данных может потребоваться разгон CPU.
Познаньский дата-центр изнутри
В обычных ситуациях оверклокинг делает кластер крайне энергозатратным и дает при этом относительно небольшой прирост производительности. Все потому, что температура разыгранных процессоров резко увеличивается, повышая нагрузку на охладительную инфраструктуру. Чтобы избежать этого, специалисты PSNC решили дополнить свое оборудование системами иммерсионного охлаждения Iceotope, в которых используется охлаждающая жидкость под названием Novec, разработанная компанией 3М. При идеальных условиях ее внедрение позволяет добиться снижения коэффициента эффективности использования энергии (Power Usage Effectiveness; PUE) до близких к единице значений.
Эксперимент, проведенный в Познаньском центре суперкомпьютерных и сетевых систем, стал частью общеевропейского исследовательского проекта PRACE (Партнерство для разработки перспективных вычислительных систем в Европе или Partnership for Advanced Computing in Europe). Инженеры создали специальную среду для тестирования, обособленную от остального оборудования внутри ЦОД. Благодаря чему у них появилась возможность оценивать PUE отдельных кластеров.
Как устроена система иммерсионного охлаждения Icetope
Система охлаждения погружением Iceotope работала параллельно с традиционными механизмами воздушного охлаждения серверов, который до недавнего времени применялся для оптимизации температурного режима абсолютно всех вычислительных узлов в дата-центре PSNC. Операторы ЦОД смогли разогнать серверы, которые охлаждались оборудованием Iceotope, сохранив при этом энергозатраты на минимуме.
Система иммерсионного охлаждения Iceotope помогла вычислительным узлам PSNC сохранять стабильность после разгона при уровне загрузки в 90%. Стресс-тестирование проводилось при помощи весьма ресурсоемкой программы Linux Stress, которая была разработанная для оценки каждого аспекта работы вычислительных систем и их компонентов: памяти, процессоров, ПЗУ отдельных вычислительных узлов и так далее.
Разогнанный кластер к настоящему моменту проработал уже более трех месяцев. При этом коэффициент PUE измерялся каждые две недели. Пару раз польские инженеры зафиксировали PUE на уровне 1.03, что говорит о крайне высокой эффективности подобной системы охлаждения в частности и созданного ими дата-центра в целом.
Модульный блок Iceotope с хладагентом 3М Novec стал частью проекта PRACE
В настоящее время в машзале PSNC площадью в 320 квадратных метров установлено 46 модульных блоков Iceotope, которые работают рядом с обычными серверными стойками, температурный режим которых оптимизируется шумящими системами воздушного охлаждения.
Оператор ЦОД PSNC Радек Янушевски заявил, что тест уже показал огромное превосходство технологии иммерсионного охлаждения перед традиционными аналогами при использовании в кластерах для высокопроизводительных вычислений, где вычислительные узлы почти всегда загружаются практически на 100%. Польские специалисты намерены опубликовать более детальную информацию о результатах своего исследовательского проекта ближе к концу года.
