На прошлой неделе специалисты из подразделения “Голубого гиганта” под названием IBM Research поделились со СМИ своими мыслями по поводу улучшения вычислительных систем, повышения энергоэффективности центров обработки данных и прочих “зеленых” инициатив в IT-cсегменте.
Энергопотребление серверного оборудования является большой проблемой для исследователей IBM, равно как и механизмы охлаждения вычислительных узлов. К примеру, знаменитый суперкомпьютер Watson потребляет 85 кВт, что довольно много для машины, состоящей из 90 серверов производства все той же IBM. С другой стороны, не будем забывать, что кластер имеет без малого 16 терабайт оперативной памяти, 2880 процессорных ядер, а также огромное множество всевозможного IT-оборудования, распределенного по 10 серверным стойкам.
Технологии, которые были разработаны во время создания суперкомпьютера Watson, уже появляется в реальном мире, позволяя, к примеру, специалистам в области здравоохранения лучше лечить своих пациентов. При этом по мере увеличения производительности подобных систем, растет и потребность во все более эффективных и надежных системах охлаждения для серверного оборудования, позволяющих повысить плотность размещения вычислительного оборудования в стойках.
Одной из наиболее интересных идеей инженеров из IBM Research является создание механизма, позволяющего размещать микрочипы вплотную друг к другу в трех измерениях и использовать горячую воду для их охлаждения, что позволит построить дата-центр с практически нулевым уровнем углеродного следа.
Разработанная инженерами “Голубого гиганта” технология охлаждения с помощью так называемых микроканалов предполагает, что миниатюрным трубкам внутри чипов будет циркулировать охлаждающая жидкость (вода) с температурой около 60 градусов по Цельсию, что позволит оптимизировать температурный режим микрочипов, которые нагреваются до 80 градусов по Цельсию. На выходе из контура температура воды будет составлять 65 градусов по Цельсию. При этом избыточная тепловая энергия будет использоваться для отопления домов в странах с прохладным и умеренным климатом.
Даже в случае стран с самым суровым жарким климатом использование хладагента с температурой в 60 по Цельсию (примерно 140 градусов по Фаренгейту), по существу, можно превратить в разновидность технологии фрикулинга, так как за всю историю метеонаблюдений максимальная зафиксированная температура воздуха на нашей планете составила “всего” 57.8 градусов по Цельсию. Произошло это в местечке Аль-Азизиа (Ливия).
Отметим, что в настоящее время специалисты IBM Research работают над проектом по опреснению воды с использованием излишков тепловой энергии, выделяемой серверами в дата-центрах, а также солнечной тепловой энергии. Иными словами, специалисты “Голубого гиганта” хотят, чтобы серверные фермы обеспечивали не только экологически чистую вычислительную мощность, но и чистую воду.
Механизм охлаждения серверов с использованием горячей воды является наиболее практичным и реалистичным проектом IBM Research. В нескольких суперкомпьютерных системах в Европе уже используются системы охлаждения Aquasar, в основе которых лежит аналогичный принцип. IBM планирует к 2020 году добиться увеличения плотности вычислительных систем путем внедрения систем охлаждения на базе горячей воды непосредственно в печатные платы и сами микрочипы.
Но через десять или более лет после внедрения этой технологии начнутся настоящие чудеса: вода будет заменена электрохимическими окислительно-восстановительныи аккумуляторными элементам с проточным электролитом (проточный редокс-аккумулятор), которые обеспечат не только более эффективное охлаждение кремния, но и улучшенное распределение электроэнергии. Сочетание механизмов энергоснабжения и охлаждения в одной системе может привести к созданию компьютера с производительностью в 1 петафлопс и размером с рюкзак, а не баскетбольную площадку.
