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Kategorie

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RZ-Klimatisierung und Kühlung

Herbert Huber
Abteilungsleiter HLS

Leibniz Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften

CoolMUC-3 – 100% Energieeffiziente Warmwasserkühlung

Projektbeschreibung

Beschaffung eines neuen HPC-Systems am Leibniz-Rechenzentrum: CoolMUC-3. Aufgrund der eingesetzten Hardwareplattformen und typischen Workloads im HPC ist eine effiziente und leistungsfähige Kühlung der IT-Komponenten von enormer Bedeutung. Durch entsprechende Schwerpunktsetzung bei den Ausschreibungsanforderungen motiviert das LRZ Systemintegratoren, innovative Kühlkonzepte zu entwickeln.

Zielsetzung

Eine 100% Warmwasserkühlung (>40°C) aller Komponenten, um das Cluster ganzjährig ohne energieintensive mechanische Kälteerzeugung zu kühlen. Bei der Entwicklung hatten 2 Aspekte Priorität: die thermische Isolierung der Racks, damit weniger Abwärme in den Rechnerraum gelangt; eine möglichst hohe Temperatur des Kühlwassers, um die Abwärme effizient, z.B. für Adsorptionskühlung, nachnutzen zu können.

Innovation

Die Pionierarbeit des Projektes besteht darin, die Luftkühlung komplett zu eliminieren: Die Abwärme aller Komponenten (CPUs, Speicher, Spannungsregler, Netzteile, Netzwerkswitche) wird mit Direktwasserkühlung abgeführt. Dafür wurden bestehende Lösungen zur Warmwasserkühlung weiterentwickelt, insbesondere wurden Netzteile und Netzwerkswitche mit sog. Cold-Plates umgerüstet.

Mehrwert

Der Verzicht auf Luftkühlung steigert die Energieeffizienz deutlich: Typische EER-Werte für Luftkühlung liegen unter 5, für Warmwasserkühlung über 20. Da nur noch ein Kühlkreislauf ohne mechanische Kühlaggregate benötigt wird, werden Komplexität, Installations- und Betriebskosten der Kühlinfrastruktur deutlich reduziert. Dadurch wird Warmwasserkühlung auch abseits von HPC marktgängig.

Warum sollte dieses Projekt den Award gewinnen?

  • CoolMUC-3 ist das derzeit innovativste HPC-System bzgl. Energieeffizienz. Es demonstriert die technische Machbarkeit von komplett warmwassergekühlten IT-Systemen.
  • Die vollständige Eliminierung der Luftkühlung macht Warmwasserkühlung unter Kostengesichtspunkten auch abseits von HPC interessant für den Einsatz in Rechenzentren.
  • Das LRZ ist seit Jahren federführend in der Steigerung der Energieeffizienz von Hochleistungsrechenzentren.Mit MEGWARE hat das LRZ einen langjährigen Partner zur Umsetzung innovativer Hardwareprojekte
  • Mit seinen Ausschreibungsanforderungen treibt das LRZ die Systemintegratoren kontinuierlich zur Verbesserung der Energieeffizienz ihrer Plattformen an.