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热水如何冷却超级计算机?

来源:
2022-12-27
类别:基础知识
eye 19
文章创建人 拍明芯城

  如果你考虑一下,计算机工程一直专注于减小尺寸和热量问题,就像它对提高计算能力一样。无论您是在谈论笔记本电脑、大型机还是您的 片,但是在超级计算规模上,实用性、绿色技术和尺寸限制的真正飞跃甚至比我们每天使用的东西更重要。

  2012年7月,莱布尼茨超级计算中心(德语为Leibniz-Rechenzentrum,或LRZ)的工程师首次推出了他们的新SuperMUC超级计算机,该计算机使用水冷服务器接近高达3 petaflops的性能水平,或者基本上超过110,000台个人计算机的工作。虽然SuperMUC的热管理系统 - 位于大型机顶部,通过硬件本身的微通道输送水 - 被称为“热水”冷却,但它有点用词不当。

  该系统的灵感来自血液和水在我们体内流动的方式,并将机器保持在大约45摄氏度(113华氏度)。工程师强调该系统的热水方面 - 它提高了性能,同时将系统缩小了10倍,使用的能量减少了40% - 是为了强调与标准空气冷却的区别以及我们通常认为流体冷却剂的方式[来源: 克兰西, IBM 实验室].

  但是,水究竟在做什么,为什么设计如此具有开创性?

  水如何循环

  

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  SuperMUC比大多数其他超级计算机更丰富多彩。虽然视觉设计中没有颜色,但这个令人印象深刻的系统也是绿色的。

  由 IBM 研究院提供 - 苏黎世大多数个人和商用计算机使用风扇和开放式插槽使室温空气通过机器循环,保持其电路和运动部件冷却。过冷空气和低温制冷是防止大型机过热的常用方法,但这些方法会消耗大量能源。(通常,我们使用运行计算机的大约一半的能量实际上用于冷却它们。下一个层次,水冷,从几个世纪的内燃机范式中得到启发:运动部件产生动能,冷水带走多余的温度。

  但是,使SuperMUC能够打破超级计算障碍的“热水”冷却系统是完全不同的东西。总部位于德国的LRZ实验室非常注重生态,多年来一直将绿色解决方案纳入其设计中。冷却系统专有“微通道”中冷却技术的水远离机器,将热量带到交换中,用于加热建筑物的人类占用区域。(顺便说一下,这每年节省超过100万欧元(约合127万美元)的供暖成本。

  水在掉落了一些热量后,被泵回处理器,与它们直接接触,并在下一轮通过时将热量带走。LRZ的赫伯特·胡贝尔(Herbert Huber)称其为“一种完全不同的冷却技术”,使他们能够全年使用超级计算机“......没有任何冷却器,没有任何压缩机“[来源: IBM 实验室].这个新概念有多好?它的效率是空气冷却的 4000 倍。

  但这仅仅是个开始。IBM是SuperMUC使用的技术的先驱,它表示,只需五年时间,尺寸再缩小10倍,五年后再减少10倍,依此类推,SuperMUC的尺寸缩小一百万倍 - 小到足以用于 个人电脑 [资料来源: IBM 实验室].

  作者手记

  对我来说,学习最有趣的部分 超级计算的此时此地 看到科学家如何解决绿色问题 - 冷却,大型机足迹等 - 同时继续提高我们的计算机和网络可以做什么的标准。听到这方面的最新进展令人兴奋。低技术和高科技解决方案的交集确实让我心跳加速。我想是因为我认为我们没有理由不发展一种将两者结合起来的观点 - 一种“自然”和“自然”的观点,包括iPod和顺势疗法药物以及加州红杉和城市绿地。我们只有在我们的语言和遗产允许的情况下才能与自然和彼此分开。 我期待着有一天,低文化与高科技之间的区别意味着今天低文化/高文化的鸿沟。


责任编辑:David

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标签: 超级计算机

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