Эволюция систем охлаждения суперкомпьютеров и ЦОД С.М.Абрамов, С.А.Амелькин (ИПС имени А.К.Айламазяна РАН) А.А.Чичковский (группа компаний «Сторус»)

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
Институт программных систем имени А.К.Айламазяна РАН Суперкомпьютерные системы класса «Top1–10» подсистема охлаждения 1.
Advertisements

ЦОДо-строение, Ростов Королев Юрий Юрьевич ICS Group, President.
Результаты выполнения программы «СКИФ-ГРИД» и предложение о её продлении и расширении Докладчик: Абрамов С.М. Докладчик: Абрамов С.М.
ТЕХНОЛОГИИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ Энергосберегающие, экологически чистые установки, разработанные на основе уникальных технологий.
Тема 11 Медицинская помощь и лечение (схема 1). Тема 11 Медицинская помощь и лечение (схема 2)
Институт программных систем имени А.К.Айламазяна РАН Абрамов С.М. ИПС имени А.К.Айламазяна РАН , Ярославль Суперкомпьютеры – инструмент для будущего.
Проектирование современных решений охлаждения ЦОД. Михаил Балкаров Системный Инженер APC by Schneider Electric.
Page 1 Вентиляционные системы для гипермаркетов. Page 2 Вентиляционные системы для гипермаркетов 1 Общие сведения Стандартные решения Технические решения.
Преимущества малоэтажного строительства: Меньшие расходы на строительство и инженерную инфраструктуру Меньшие расходы на строительство и инженерную инфраструктуру.
Экология и Экономика Королев Юрий Юрьевич ICS Group, President.
Потолочная система охлаждения панельного типа Uponor Comfort 2010 год.
Проект Ростовского Центра Трансфера Технологий комплект ультразвукового оборудования для восстановления производительности нефтедобывающих скважин «КАВИТОН»
Жидкое Жидкое охлаждение компьютера Жидкое Жидкое охлаждение компьютера.
Мы наш, мы новый ЦОД построим из опыта проектирования Трунин Виталий Алексеевич Руководитель направления инженерных инфраструктур СП «Бевалекс» ООО.
Новое поколение воздухоохладителей. Теплообменник со встроенным охладителем и контролем ОТРАБОТАННЫЙ ВОЗДУХ ИСХОДЯЩИЙ ВОЗДУХ НАРУЖНЫЙ ВОЗДУХВХОДЯЩИЙ ВОЗДУХ.
Экология и Экономика Королев Юрий Юрьевич ICS Group, President.
ЦЭНЭФ Российская система учета повышения энергоэффективности и экономии энергии И. Башмаков Центр по эффективному использованию энергии
Возможности для Насосного оборудование. Некоторые интересные факты Предполагаемые затраты на электроэнергию для функционирования насосного оборудования.
Стратегия развития и эффективное планирование работы ЦОД службы IT корпорации Intel Леонид Шишлов, Менеджер по развитию ЦОД 6 Сентября 2011, Москва.
Проблема энергосбережения в Украине всегда была актуальной, так как собственными энергетическими ресурсами страна обеспечена менее чем на 50%. В настоящее.
Транксрипт:

Эволюция систем охлаждения суперкомпьютеров и ЦОД С.М.Абрамов, С.А.Амелькин (ИПС имени А.К.Айламазяна РАН) А.А.Чичковский (группа компаний «Сторус»)

Инженерная логика – Нужна большая производительность – Нужны меньшие задержки – Нужны более короткие проводники – Нужна более плотная упаковка электроники – Будет более высокая объемная плотность тепловыделения – Нужна более эффективная система охлаждения электроники Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Требование времени Год назад – стандартный узел – 2 CPU: около 400 Ватт Сейчас – 2 CPU и 2 GPU: около 1 КВатт При сохранении требований по плотности размещения и размеров узла энергоплотность увеличилась в 2.5 раза Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Эпохи развития технологий охлаждения Воздушное охлаждение – неупорядоченное движение воздуха – организованное движение воздуха – многоконтурные системы «воздухводафреон» «жидкость на уровне ЦоД» внутрирядные кондиционеры… «жидкость на уровне шкафа» холодные стенки… Жидкостное охлаждение – закрытые системы жидкостного охлаждения гибридное охлаждение: ½ вода, ½ воздух – непосредственное (погружное) жидкостное охлаждение Что дальше?... – Охлаждение фазовым переходом?… … 2004 … 2007 … 2008 … 2012 … 2010 Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Общая схема охлаждения Вычислитель Теплопередача коэффициент теплопередачи Q/t = (a1+a2×v)×S×(T 0 -T 1 ) Q/t = (a1+a2×v ½ )×S×(T 0 -T 1 ) Тепломассоперенос коэффициент теплоемкости Q = c×m×(T 2 -T 1 ) Q = c×V×(T 2 -T 1 ) Q/t = c×(m/t)×(T 2 -T 1 ) Q/t = c×(V/t)×(T 2 -T 1 ) Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва, T0T0 T1T1 T2T2

Количественные показатели Коэффициент теплопередачи Охлаждающий агентКоэффициент теплопередачи, Вт/(м 2 о С) Воздух5…10 Вода500…2000 Фазовый переход3000…6000 Теплоемкость Охлаждающий агентТеплоемкость, кДж/(кг о С)Теплоемкость, кДж/(л о С) Воздух1, Вода4,1834,175.5 Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Количественные показатели Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва, Теплоемкость такого количества воздуха (3,5 л) = = Теплоемкости такого количества воды (1 мл) Теплоемкость воды ×3500 от воздуха Коэффициент теплопередачи от металлической стенки к воде ×100 чем к воздуху

Статьи энергозатрат Электропитание электроники – P×100% тепло: ~10 МВатт для Top1 Потери в подсистеме электропитания – P×(100%–КПД) тепло: ~100 КВатт для Top1 Затраты на охлаждение – P×(5…100%) Всего: – P×(105%–200%) Главные и второстепенные факторы энергоэффективности? – Энергоэффективность вычислений – Энергоэффективность охлаждения Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

T HE PREMIER ASSOCIATON FOR DATA CENTER MANAGEMENT PROFESSIONALS Эффективность систем охлаждения Удельная интенсивность теплоотвода (кВт/м 2 платы); Удельная вычислительная мощность - энергоэффективность (Tflops/кВт); Надежность вычислительной системы; Компактность вычислительной системы (Tflops/м 2 вычислительного центра) «Возникли два узких, критических элемента для нормального функционирования Центров Обработки Данных и их будущего развития: управление энергоснабжением и охлаждением...» «В ближайшее время ЦОД более 70 процентов американских предприятий столкнутся со значительными сбоями в потреблении энергии и расширении площадей...» «В течение следующих пяти лет сбои и отказы в энергоснабжении, а также ограничения подводимой мощности, могут прекратить работу ЦОД более чем у 90% всех компаний...» Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Экономия энергии Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва, «В индустрии ЦОД используется показатель эффективности использования энергии (ЭИЭ) в качестве стандартной единицы измерения для определения эффективности использования электроэнергии и эффективности отдельных вычислительных систем. Согласно программе Energy Star Program Агентства по защите окружающей среды стандартное значение ЭИЭ составляет 1,92.» Интел, пресс-релиз от

Потери на воздушном охлаждении (Только в машинном зале, на примере крупной «воздушной» установки в России) Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Потери на воздушном охлаждении (Только в машинном зале, на примере крупной «воздушной» установки в России) Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

1 килограмм $800 (в среднем) Потери на воздушном охлаждении (на примере крупной «воздушной» установки в России) Без учета затрат вне стен машинного зала площадей, оборудования и электроэнергии для подсистем охлаждения и электропитания: +800 кв.метров килограмм киловатт Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Преимущества жидкостного охлаждения Теплоемкость воды ×4,000 от воздуха Надежность охлаждения Можно обеспечить высокую плотность упаковки Нет подвижных частей в узле, шасси, стойке. Нет звуков, нет вибрации Надежность контактов Энергосбережение: до +90% более эффективно, чем охлаждение воздухом Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Переход к жидкостному охлаждению мировой тренд Тop1–10: охлаждаются жидкостью? – системы – систем – все? Тop1–10 России: – система – системы Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Закрытые системы жидкостного охлаждения на примере суперкомпьютера СКИФ-Аврора Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Узел суперкомпьютера СКИФ-Аврора Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Стойка СКИФ ряда 4 (модель 4/N) Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

СКИФ-Аврора ЮУрГУ Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Жидкостное охлаждение закрытого типа еще примеры Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва, IBM, Aquasar IBM, SuperMUC First Commercial Hot-Water Cooled Supercomputer to Consume 40% Less Energy INSPUR, Sunway Blue Light

Все мы вышли из воды и должны туда же вернуться. В эту среду к/ф «Национальные особенности рыбалки» Непосредственное (погружное) жидкостное охлаждение Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Непосредственное (погружное) жидкостное охлаждение Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва, Cray-2, 1985, жидкость 3M, Fluorinert Green Revolution Cooling, 2012 IMMERS 2012, ИПС имени А.К.Айламазяна РАН, группа компаний «СТОРУС»

Технология непосредственного жидкостного охлаждения IMMERS® как это устроено? подсистема утилизации тепла, обеспечивающая отвод тепла в окружающую среду (нагрев воздуха, воды, отвод тепла излучением); подсистема охлаждения узлов вычислителя (материнских плат, дисковых накопителей, блоков питания); подсистема управления, обеспечивающая оптимальный режим работы установки Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Технология непосредственного жидкостного охлаждения IMMERS® как это устроено? Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

IMMERS® позволяет полностью убрать какие-либо особые требования на температуру, влажность и загрязненность воздуха ЦОД обеспечить наиболее плотную упаковку компонентов, включая как материнские платы, так и блоки питания и жесткие SSD диски увеличить энергоэффективность ЦОД существенно упростить всю систему охлаждения – повысить ее надежность по сравнению с воздушным охлаждением: – обеспечить более комфортные условия работы в ЦОД: снижение шума и комфортная температура воздуха – лучшее использование площадей и экономия на оборудовании: отказ от горячих/холодных коридоров и внутрирядных кондиционеров Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Ключевые моменты технологии Экономичность Энергоэффективность Простота конструкции – Надежность решения Минимум строительства Плотность установки компонентов Нет проблемы «точка росы» Нет опасности протечек Тотальная протечка уже свершилась жидкость покрывает и омывает все компоненты системы, и это не проблема, а решение Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Решения Green IT должны быть… Эффективными (в том числе и «зелеными») не только в эксплуатации, но и в производстве… Простыми… – и надежными… Доступными по цене… Широко доступными Green IT: Как сэкономить с помощью экологичных технологий. Москва,

Спасибо за внимание. Готов ответить на вопросы… Абрамов Сергей Михайлович