IBM-Supercomputer mit Warmwasserkühlung verbraucht 40% weniger Energie

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SuperMUC: Supercomputer mit Warmwasserkühlung (Foto: Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften)

München – IBM und das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) haben die Verfügbarkeit des ersten kommerziellen Supercomputers mit Warmwasserkühlung angekündigt. Das leistungsstarke und hochleistungsfähige System wurde darauf ausgelegt, Forschungs- und Industrieeinrichtungen aus ganz Europa bei der Überwindung einiger der grössten wissenschaftlichen Herausforderungen zu unterstützen.

Das neue «SuperMUC»-System des LRZ besteht aus IBM System x iDataPlex dx360 M4-Servern mit direkter Wasserkühlung und über 150’000 Prozessorkernen. Die Spitzenrechenleistung des Systems beläuft sich auf bis zu drei Petaflops, was der Rechenleistung von über 110’000 herkömmlichen PCs entspricht. In anderen Worten: Um die Leistungsfähigkeit des SuperMUC zu erreichen, müssten drei Milliarden Menschen eine Million Rechenoperationen pro Sekunde mit einem Taschenrechner ausführen.

Dank der von IBM entwickelten revolutionären neuen Kühltechnologie auf Warmwasserbasis kann das System überdies in 10-fach kompakterer Bauform umgesetzt werden. Im Vergleich zu luftgekühlten Systemen ergeben sich dabei eine höhere Spitzenleistung sowie ein um 40 Prozent reduzierter Stromverbrauch.

Pionierarbeit im Bereich der Warmwasser-Kühltechnologie
In herkömmlichen luftgekühlten Rechenzentren entfallen bis zu 50 Prozent des Energieverbrauchs und des CO2-Fussabdrucks nicht auf EDV-Systeme, sondern vielmehr auf die Stromversorgung der erforderlichen Kühlsysteme. Wissenschaftler und Entwickler von IBM haben sich das Ziel gesetzt, dieses Problem mit einem innovativen Kühlkonzept auf Warmwasserbasis zu lösen. Dies hat zur Folge, dass in Rechenzentren künftig keine herkömmlichen Luftkühlsysteme mehr benötigt werden. IBMs Kühltechnologie auf Warmwasserbasis sorgt für eine direkte Kühlung aller aktiven Komponenten des Systems wie beispielsweise Prozessoren und Speichermodule. Die maximal erzielbare Kühltemperatur beläuft sich auf bis zu 113 Grad Fahrenheit bzw. 45 Grad Celsius.

«Während wir kontinuierlich weiter daran arbeiten, unsere langfristige Vision eines emissionsfreien Rechenzentrums in die Praxis umzusetzen, wird es uns irgendwann gelingen, die Grösse von SuperMUC um das Millionenfache zu reduzieren. Eines Tages wird das System so kompakt wie ein Arbeitsplatzrechner sein und noch viel effizienter arbeiten als heute», so Dr. Bruno Michel, Leiter des Bereichs Advanced Thermal Packaging von IBM Research.

Energiespeicherung zur Gebäudeheizung im Winter
SuperMUC vereint eine Kühlfunktion auf Warmwasserbasis, die Wärme 4000 Mal effizienter als Luft verdrängt, mit 18’000 energieeffizienten Prozessoren der Intel-Xeon-Reihe. Dank der Integration von Kühlverfahren auf Warmwasserbasis mit der dynamischen und anwendungsorientierten Systemverwaltungssoftware von IBM kann Energie ausserdem gespeichert und während der Wintermonate zur Heizung der Gebäude auf dem Campus des Leibniz-Rechenzentrums genutzt werden. Dies sorgt für jährliche Einsparungen in Höhe von einer Million Euro.

Der leistungsstärkste Supercomputer Europas
Laut der aktuellsten TOP500-Rangliste der schnellsten Supercomputer der Welt ist das SuperMUC-System der schnellste Computer Europas. Angefangen bei der Simulation der Blutströmung hinter einer künstlichen Herzklappe über die Konzeption geräuschärmerer Flugzeuge bis zur Erforschung neuer geophysischer Erkenntnisse wie beispielsweise der Einflussgrössen eines Erdbebens – die Leistungsfähigkeit des Systems wird in verschiedensten Forschungsbereichen genutzt und wird diese weiter voranbringen. Darüber hinaus wird das SuperMUC-System zur Vernetzung leistungsstarker Visualisierungssysteme eingesetzt. Hierzu zählen beispielsweise eine grossflächige stereoskopische 4K-Powerwall, eine fesselnde künstliche Virtual-Reality-Umgebung in fünf Ebenen oder auch CAVE zur Visualisierung von 3D-Felddaten aus den Naturwissenschaften, der Astronomie und der Medizin. (IBM/mc/pg)

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