Forscher bekommen Superrechner mit Superdurchblick

Superlative im Rechenzentrums-Design für SuperMUC

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Das Testsystem und Lehrgeld

Dennoch mussten beim Testsystem „CooLMUC“, einer kleinen Testinstallation, die so aufgebaut ist wie der rund 1000mal größere SuperMUC, Lehrgeld bezahlt werden. „Wir mussten beispielsweise geeignete tropffreie Stutzen für den Übergang zwischen Wasserleitung und Blades auswählen“, führt Auweter aus. „Außerdem ist es sehr wichtig, ständig den Durchfluss zu kontrollieren. Wenn jemand aus Versehen den Wasserhahn zudreht, steigt nämlich die Temperatur der Prozessoren schnell an, obwohl die Wassertemperatur in der Leitung zunächst gleich bleibt.“

Das LRZ kühlt mit vergleichsweise warmen Wasser. Hier zu sehen ist ein Ausschnitt aus dem Kühlnetz.
Das LRZ kühlt mit vergleichsweise warmen Wasser. Hier zu sehen ist ein Ausschnitt aus dem Kühlnetz.
(Bild: LRZ)
Im raffinierten Kühlsystem wird das von der Abwärme der Prozessoren und anderer Verbraucher erwärmte Wasser selbst zur Ressource: Wenn es rund sieben Grad heißer vom Prozessor abfließt, gibt es über einen Wärmetauscher seine Hitze an einen zweiten Wasserkreislauf ab.

Dieser speist unter anderem nach dem Baukern-Temperierungsprinzip in einer Art Fußbodenheizung Büro- und Seminarräume. „Wir schaffen es, eine konstante Vorlauftemperatur im Heizkreis von 40 Grad zu realisieren“; so Auweter.

Wasser kühlt einfach enorm effizienter

Die mehr als 4000-fach höhere Kühlungseffizienz von Wasser im Vergleich zu Luft würde sogar eine effektive Kühlung des Systems mit 65 Grad warmem Wasser erlauben und somit den Betrieb von konventionellen Heizsystemen mit Heizkörpern erlauben, hierbei stiege jedoch auch der Stromverbrauch der Rechner um über 7% an, weshalb diese Lösung unwirtschaftlich ist.

Trotz dieser Wasserkühlung kann in den Schränken nicht ganz auf Gebläse verzichtet werden. Der Grund sind die schnellen Infiniband-Switches von Mellanox, die keine Möglichkeit für Wasserkühlung vorsehen. „Die Hersteller kennen hier unsere Wünsche, aber bislang setzen einfach noch zu wenige Rechenzentren auf die direkte Wasserkühlung.“ Immerhin 90 Prozent der Abwärme des SuperMUC soll aber ins Warmwasser fließen.

Um die gewünschte Verbrauchsmarke von 3 MW hinsichtlich Rechner und Nebeneinrichtungen und die selbst gesetzten hohen ökologischen Standards einzuhalten, kauft das Rechenzentrum zunächst Ökostrom von den Stadtwerken München, auch wenn dieser etwas teurer ist. „Wir schaffen somit Nachfrage nach grünem Strom und tragen somit zum weiteren Ausbau erneuerbarer Erzeugungsanlagen bei“, sagt Auweter.

Unterstützung durch Photovoltaik

Auf dem Dach eines benachbarten Gebäudes wurde eine Photovoltaik-Anlage errichtet, deren Einspeisung ebenfalls dazu beiträgt, die Klimabilanz zu verbessern. „Unsere Mittel des Neubaus für Photovoltaik waren in Form einer Erweiterung einer bestehenden Anlage auf dem Campus einfach besser aufgehoben“, bemerkt Auweter.

Außerdem wird exzessiv gemessen – zum Beispiel auch an allen Kühlaggregaten, den Wasserpumpen und den Rückkühlsystemen auf dem Dach. Alle Messwerte werden über ein separates Verwaltungsnetz, 100 MBit Ethernet, eingesammelt und weitergeleitet.

Auslastungsprobleme gibt es im Rechenzentrum kaum, die Auslastungsgrade von Unternehmensrechenzentren, wo oft nur 20 oder 30 Prozent der IT-Ressourcen wirklich etwas tun, sind im Leibniz-Rechenzentrum fremd: „Wir rechnen meist mit 85 Prozent Auslastung“, bestätigt Auweter.

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