L'eau chaude aide un superordinateur super efficace à rester au frais

Quand il s'agit de supercalculateurs, il ne s'agit pas seulement de puissance brute. Contrôler la consommation d'énergie est devenu l'un des plus grands défis techniques pour fabriquer des supercalculateurs plus puissants et plus rapides.

Un rendu informatique du nouveau supercalculateur. Crédit : IBM.

Le Leibniz Supercomputing Center a annoncé aujourd'hui que son superordinateur SuperMUC (MUC est le code d'aéroport de l'aéroport de Munich à proximité), construit en collaboration avec IBM, consomme 40 % moins d'énergie qu'une machine comparable. L'astuce pour réduire considérablement la consommation d'énergie est le refroidissement par eau, une approche qu'IBM continue de poursuivre pour emballer plus de puissance de calcul dans des boîtiers plus petits.

Les systèmes de refroidissement par eau des ordinateurs font circuler l'eau sur les composants actifs, tels que les processeurs et la mémoire, pour évacuer la chaleur. Souvent, ces systèmes de refroidissement doivent abaisser la température de l'eau entrante avant de la faire circuler, selon le centre de calcul intensif de Leibniz . Mais le SuperMUC peut fonctionner avec de l'eau chaude jusqu'à 40°C (plus de 100°F). Cela signifie que l'eau chaude sortante peut être refroidie par l'air ambiant ou par un échange de chaleur, plutôt que par un équipement de refroidissement par compresseur.

Dans l'installation Leibniz, l'eau chauffée par le supercalculateur sera acheminée vers un échangeur de chaleur et ensuite utilisée pour garder le bâtiment au chaud pendant l'hiver. Le Centre estime ainsi économiser environ un million d'euros chaque année. Malgré toute son efficacité énergétique, SuperMAC n'est pas en reste dans le département informatique : équipé de plus de 150 000 cœurs de processeur dans 9 400 nœuds de calcul et de plus de 300 téraoctets de RAM, c'est le supercalculateur le plus rapide d'Europe avec une performance maximale de trois pétaflops, ou 10 000 000 000 000 000 Opérations en virgule flottante par seconde.

La technologie de base de refroidissement des ordinateurs, appelée Aquasar, provient du laboratoire d'IBM Research à Zurich. De petits tuyaux, appelés microcanaux, transportent l'eau directement à la surface des processeurs des serveurs. Une fois l'eau refroidie, elle peut être remise en circulation pour évacuer à nouveau la chaleur.

Système de refroidissement de serveur x iDataPlex dx360 M4 d'IBM. Crédit : IBM.

Les travaux sur le refroidissement par eau se poursuivent depuis des années, mais dans un centre de données ou un superordinateur typique, les températures des serveurs et autres équipements sont contrôlées en faisant passer de l'air frais sur des racks. Le refroidissement représente environ la moitié de la consommation d'énergie de ces grands centres de calcul.

Une architecture informatique économe en énergie est importante pour l'Allemagne soucieuse de l'environnement, déclare Herbert Huber du Leibniz Supercomputing Centre. L'Allemagne est très verdâtre, donc la sensibilisation à l'énergie et à la puissance est un aspect crucial, il a dit .

En général, les techniques de gestion de la consommation d'énergie et de la puissance de pointe deviennent de plus en plus importantes à mesure que les concepteurs cherchent à emballer des ordinateurs plus puissants dans des espaces plus petits. En raison de sa conception économe en énergie, SuperMAC est dix fois plus compact et a de meilleures performances de pointe qu'une machine comparable refroidie par air, selon le Leibniz Supercomputing Center.

IBM s'attend à ce que le refroidissement par eau chaude soit au cœur des futurs supercalculateurs , y compris les architectures de puces tridimensionnelles où plusieurs processeurs sont empilés les uns sur les autres. Les chercheurs travaillent sur de minuscules tubes de seulement 50 microns de diamètre intégrés entre les piles de processeurs, selon IBM Research . Avec le refroidissement par eau, IBM prédit que d'ici 2025, un superordinateur pourrait tenir dans le boîtier d'un ordinateur de bureau de 2012.

Le système de refroidissement par eau se trouve au-dessus de SuperMUC. Crédit : IBM

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