Lenovo präsentiert mit dem ThinkSystem SD650 einen Server mit neuartiger Hochleistungs-Direktwasserkühlung für mehr Leistung und Effizienz.
Wir befinden uns in einem neuen Zeitalter des High Performance Computing (HPC), in dem so massive Rechenressourcen wie nie zuvor eingesetzt werden, um grösste Herausforderungen lösen zu können. Von der Gesundheitsvorsorge über die Klimaforschung bis hin zur Erforschung neuer Galaxien greifen Forscher und Organisationen auf HPC zurück, Simulationssoftware im Bereich HPC zur Modellierung komplexer Probleme in Wissenschaft und Technik benötigt grosse Mengen an Rechenressourcen, Energie und Kühlungsleistung. Die Hochleistungsrechner erzeugen Petabytes an Daten, die analysiert werden müssen.
Optimale Leistung bei maximaler Energieeffizienz
Die Kühlung nimmt eine Schlüsselrolle ein. Sie muss eine optimale Leistung bei maximaler Energieeffizienz gewährleisten und gleichzeitig die Betriebskosten möglichst gering halten. Der neue ThinkSystem SD650 steht exemplarisch für einen Server, der diesen Zielen verpflichtet ist: Das System verwendet warmes Wasser anstelle von Luft zur Kühlung der Komponenten, einschliesslich der CPUs und des Speichers. Wasser leitet die Wärme effizienter, so dass die Kunden ihre Prozessoren kontinuierlich im „Turbo“-Modus betreiben können. Das wiederum führt zu einer Leistungssteigerung des Systems insgesamt. Die SD650 HPC-Server benötigen keine Systemventilatoren, arbeiten bei niedrigeren Temperaturen als herkömmliche luftgekühlte Systeme und haben einen vernachlässigbaren Kaltwasserbedarf im Rechenzentrum. Das Ergebnis ist ein geringerer Stromverbrauch des Rechenzentrums von zu 40 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Kühlmethoden.
Der Kunde als Ausgangspunkt für Innovation
Die Entwicklung des ThinkSystem SD650 nahm ihren Ausgangspunkt, als das Leibniz Rechenzentrum (LRZ) für Supercomputing mit dem Wunsch an Lenovo herantrat, ein neues System einsetzen zu wollen, das sowohl leistungsstark als auch extrem energieeffizient ist. Daraufhin hat Lenovo ein neues Motherboard entwickelt, auf dem die Hauptkomponenten mit warmem Wasser (ca. 45°C) gekühlt werden. Das so erzeugte Abwasser (ca. 52°C – 55°C) kann genutzt werden, um über eine Adsorptionskältemaschine kaltes Wasser zu erzeugen. Dies wird wiederum benutzt, um Netzwerk- und Speicherkomponenten zu kühlen. Das LRZ ist ein Paradebeispiel für den grossflächigen Einsatz moderner, effizienzorientierter HPC-Technologie: Das LRZ installiert eine Rechenleistung von ca. 26.7 Petaflops mit ca. 6500 Lenovo ThinkSystem SD 650C Servern. Die Server werden in einem Rack mit 72 Servern und einer Leistungsaufnahme von 43 kW untergebracht und mit der neuartigen Hochleistungs-Direktwasserkühlung von Lenovo gekühlt.
Rechenzentrumskühlung: Effizienz steigert sich und zahlt sich aus
Überlegungen hinsichtlich der Kühlung beschränken sich heute nicht auf die Sicherstellung einer optimalen Prozessor- und Speicherleistung. Denn die Energiekosten können bis zu 30 Prozent der Gesamtbetriebskosten eines Rechenzentrums ausmachen. Herkömmliche Kühlverfahren im Rechenzentrum – Luft und Kaltwasser – führen entweder zu einem erheblichen Energieverbrauch oder erfordern hohe Investitionen in die physische Infrastruktur des Rechenzentrums. Bei Luftkühlung verbraucht ein Rechenzentrum etwa 60 Prozent der Energie zur Kühlung der Server, verglichen mit 40 Prozent mit kaltem Wasser und weniger als 10 Prozent mit warmem Wasser wie beim SD650. Das monetäre Einsparpotenzial für einen HPC-Cluster mit einem Stromverbrauch von 4 bis 5 MW liegt bei einer Lebensdauer von vier bis fünf Jahren schnell im siebenstelligen Bereich pro Jahr, je nachdem, welcher Preis pro kWh Strom bezahlt werden muss.
Deswegen hat Lenovo Warmwasserkühlmethoden entwickelt, um die Gesamtkosten für die Kühlung des Rechenzentrums drastisch zu senken, einschliesslich einer Senkung der Energiekosten des gesamten Rechenzentrums um bis zu 40 Prozent.
Optimale Ausnutzung der verfügbaren Fläche
Höhere Leistungsziele in Kombination mit herkömmlichen Luftkühlungsmethoden zwingen Kunden dazu, die Anzahl der Rechenknoten, die sie in einem Rack bestücken, zu begrenzen. Das führt zwangsläufig dazu, dass mehr Racks benötigt werden und damit der Platzbedarf steigt. In der Regel ist der Platz im Rechenzentrum jedoch begrenzt. Daraus erwächst die Notwendigkeit, HPC-Hardware so effizient wie möglich einzusetzen; eine Herausforderung, die nur mit Flüssigkeitskühlungstechnologien bewältigt werden kann. Wenn der Kundenbedarf eine optimale Auslastung der Rechenzentrumsfläche, Energie und Leistung erfordert, kann die Warmwasserkühlung in Kombination mit einer dichten Systempackung eine zuverlässige und effiziente HPC-Umgebung mit einer Kühlkapazität liefern, die wesentlich effizienter als Luftkühlung ist.
Lenovo Intelligent Computing Orchestrator (LiCO)
Der SD 650 lässt sich mit dem Lenovo Intelligent Computing Orchestrator (LiCO), einer leistungsfähigen Managementsuite, problemlos verwalten. Dabei hilft eine intuitive grafische Benutzeroberfläche, mit der sich auch die Ressourcen grosser HPC-Cluster leicht administrieren und Anwendungen im Bereich Künstlicher Intelligenz (KI) schneller entwickeln lassen. LiCO unterstützt derzeit mehrere gebräuchliche KI-Frameworks, darunter TensorFlow, Caffe, Intel Caffe und MXNet.
Die heutigen Leistungsgrenzen im Bereich des High Performance Computing werden kontinuierlich nach oben verschoben. Innovationen von Lenovo, wie die Warmwasserkühllösungen im ThinkSystem SD650, tragen dazu bei, diese Grenzen noch weiter zu verschieben und eröffnen neue Wege im Rechenzentrum.
Mehr zum ThinkSystem SD650 gibt’s hier.
