Как построить суперкомпьютер по дешевке

У вас есть лишние $ 300 млн? Располагая такой суммой, вы запросто можете создать нечто удивительное. Например, построить новый центр обработки данных за Полярным кругом. Именно так поступило руководство Facebook, успешно реализовав многомиллионный проект по созданию одного из наиболее эффективных ЦОД в мире.

Но если холод вам не по душе, а деньги потратить хочется, знайте, что есть и другие способы возведения столь же мощных, крупных и энергоэффективных дата-центров – вдалеке от Заполярья. Можно, к примеру, обратиться за помощью к инженерам компании Asetek, которая создает системы жидкостного охлаждения для серверного оборудования, способные трансформировать уже существующий дата-центр из черной дыры для электроэнергии во что-то немного более «зеленее».

Компания Asetek является детищем инженера Андре Эриксена из Дании, который называет себя фанатом скорости (в хорошем смысле). Около 15 лет назад Эриксен проводил большую часть своего свободного времени за настройкой компьютеров, заставляя их работать быстрее. Ключем к успеху являлось повышение эффективности системы охлаждения центрального процессор, чтобы он мог выполнять все больше расчетов без перегрева (эта практика известна у нас как разгон или оверклокинг).

«Я встроил в системный блок компьютера компрессор, который мог охладить процессор до минус 40 градусов [по Цельсию], при этом мне удавалось запустить систему с повышением частоты примерно в два раза по сравнению с нормальной», говорит Эриксен.

Довольно часто хардкорные геймеры проделывают нечто подобное, чтобы разогнать свои системы до предела, но Эриксен делал это просто потому, что любит быстрые вещи. «Я потратил все свои деньги на специализированное оборудование, чтобы увидеть, смогу ли я обойти всех остальных в бэнчмарках», говорит он.

Достаточно скоро, хобби начало превращаться в бизнес. В 2003 году Эриксен решил начать продавать комплекты для охлаждения процессоров, чтобы такие же энтузиасты могли устанавливать их на свои компьютеры без лишних сложностей, повышая при этом эффективность своих машин.

«Это немного странно. Датчане редко создают свои собственные компании», говорит он. «Избалованные нашей системой социального обеспечения люди сильно удивляются, когда кто-то начинает создавать все больше работы для самого себя. Но это именно то, что я сделал».

Вскоре появилась компания Asetek, которая начала массовое производство систем охлаждения на основе компрессоров под брендом VapoChill, после которых появились полноценные СЖО. Клиентам компании нужно было закрепить водоблок наподобие хоккейной шайбы к материнской плате компьютера, а затем разместить радиатор, который также являлся частью контура СЖО, на задней части корпуса ПК.

Вряд ли на такое пойдет обычный пользователь, но энтузиастам продукт понравился, равно как и некоторым инженерам, которые хотели довести производительность корпоративных компьютеров до максимума. Asetek продала 1500000 этих устройств и теперь может похвастаться множеством реселлинговых сделок с компаниями уровня Hewlett-Packard и Dell.

Теперь Эриксен хочет завоевать рынок серверов. Инженеры Asetek создали новую систему жидкостного охлаждения, теплообменники которой могут быть установлены на существующих серверах. Крупнейшим преимуществом этих устройств является тот факт, что они охлаждают серверы более эффективно, чем кондиционеры, которые обычно используются для оптимизации температурного режима в ЦОД.

Это означает, что клиент может полностью отключить систему кондиционирования воздуха и запустить более эффективный и экологически чистый механизм охлаждения дата-центра, экономя при этом приличные деньги. На установку теплообменников Asetek на все серверы внутри относительно большого дата-центра может уйти несколько дней. Кроме того, нужно докупить дополнительные устройства, чтобы создать полноценную СЖО. «Но мы обещаем, что уже в течение первого года эксплуатации обновленного ЦОД ваши инвестиции окупятся за счет экономии на счетах за электроэнергию», говорит Эриксен.

Национальная лаборатория возобновляемой энергии (National Renewable Energy Laboratory; NREL), которая является частью Минэнерго США, владеет крупным дата-центром в штате Колорадо, при создании которого использовалась система жидкостного охлаждения Asetek. Благодаря этому данный ЦОД стал одним из самых энергоэффективных на планете.

Энергоэффективность серверных ферм часто оценивается с помощью метрики, известной как коэффициент PUE (или эффективность энергопотребления; Power Usage Effectiveness), который отражает соотношение общих энергозатрат на запитку IT- и вспомогательного оборудования внутри ЦОД к энергозатратах на обеспечение работоспособности вычислительной инфраструктуры. В случае среднестатистического ЦОД этот показатель может находиться в районе ль от 2.0 до 3.0, в то время как интернет-гиганты вроде Facebook и Google научились доводить этот коэффициент до 1.06 или около того. Ученым из NREL благодаря поддержке Asetek также удалось достичь PUE 1.06.

«Facebook и Google показывают похожие PUE, но они направляют крупные инвестиции в свои дата-центры, чтобы получить эти результаты, а также строят свои ЦОД на краю Земли», говорит Эриксен. «Мы можем модернизировать существующий дата-центр, к примеру, в штате Аризона, и добиться такого же результата по энергоэффективности. СЖО Asetek для серверов являются простыми, безопасными и относительно дешевыми, если сравнивать с другими продуктами».

Крупные игроки серверного рынка, как оказалось, также хотят принять участие в возрождении технологии жидкого охлаждения. К примеру, HP помог NREL построить новый ЦОД для ресурсоемких вычислительных задач. На объекте используется ранее засекреченная система жидкостного охлаждения, созданная инженерами Hewlett-Packard. Этот новый ЦОД также достиг PUE на уровне 1.06 единиц.

«Нам удалось создать механизм рекуперации выделяемой серверами тепловой энергии, которая в последующем используется при обогреве офисного здания, а также, чтобы растопить снег на стоянках и на тротуарах», говорит Пол Сантелер, вице-президент HP. Сообщается, что вендор планирует начать продажи своей системы жидкостного охлаждения в ближайшее время.