Energie sparen, Leistung steigern: Die Erfolgsformel für moderne Datacenter
Mit Lichtenberg II steht einer der Top 500-Supercomputer an der TU Darmstadt. pro-com DATENSYSTEME integrierte die Ausbaustufe II vor Ort. Unter anderem mit dem ThinkSystem SD650 V3 Neptune DWC-Server von Lenovo. Dieser erreicht mit einer Wassereintrittstemperatur zwischen 42°C-45°C eine Flüssigkeitskühleffizienz von 85% - 90%. Zusätzlich wird die erzeugte Abwärme effizient in das Fernwärmenetz auf dem Campus Lichtwiese eingespeist, wodurch eine optimale Nachnutzung erreicht wird.
Im Juli 2023 wurde Phase II des Supercomputers Lichtenberg II eingeweiht, der derzeit den 267. Platz auf der Top500-Liste (Stand November 2023) einnimmt.
Die Entwicklung eines energieeffizienten Supercomputers stellte eine besondere Herausforderung dar. Ziel war es, ein Cluster zu schaffen, das nicht nur effizient arbeitet, sondern auch die abgegebene Wärme wiederverwenden kann, um einen nachhaltigen Zyklus zu gewährleisten. Damit lässt sich ein nachhaltiger Betrieb mit deutlich reduzierten Betriebskosten und eine hervorragende Energieeffizienz erreichen.
Nach gründlicher Überlegung fiel die Wahl auf den Einsatz der SD650 Systeme von Lenovo. Die herausragende Effizienz und Betriebssicherheit dieser Systeme basieren auf dem speziellen Design der Lenovo-Warmwasserkühlung, die auf Mikrokanal-Kupferkühlern für die CPUs beruht. An der TU Darmstadt wurde die damals neueste Version, die SD650 V3, eingesetzt. Diese ermöglicht die Kühlung von CPU, Chipsatz, Arbeitsspeicher, High-Speed-Adaptern und sogar lokalen NVMe / SSDs über den Warmwasserkreislauf. Je nach Umgebungstemperatur, Zulauftemperatur des Wassers und Arbeitslast kann eine Abführungseffizienz von bis zu 90% erreicht werden, indem die Wärme ins Wasser abgeführt wird.
Ein Großteil dieser Abwärme wird durch den Einsatz von Wärmetauschern in das Fernwärmenetz der TU Darmstadt geleitet. Dadurch wird nicht nur Strom bei der Kühlung des Rechenzentrums eingespart, sondern auch die Heizkosten reduziert, indem der Gasverbrauch minimiert wird. Nach aktuellen Berechnungen können so jährlich etwa 700 Tonnen CO2-Emissionen eingespart werden.
RDHX für indirekte Kühlung weiterer Komponenten
Die Kühlung sämtlicher Komponenten, die nicht direkt durch Wasser gekühlt werden, erfolgt mittels Lenovo Rear Door Heat Exchanger (RDHX) - einer wassergekühlten Rückwand. Obwohl die Lenovo SD650 V3 Systeme äußerst effizient gekühlt werden, entsteht dennoch eine gewisse Menge an Wärme, die nicht in den Wasserkreislauf abgeführt werden kann. Diese Abwärme entsteht beispielsweise durch die Netzteile der DW612S Chassis oder durch sämtliche Switches eines HPC Racks. Zusätzlich zu den SD650 Knoten wurden auch rein luftgekühlte Systeme wie die Management- und Login-Knoten sowie sämtliche InfiniBand- und Ethernet-Switches eingesetzt. Um die Belastung der Raumluftkühlung im Rechenzentrum möglichst gering zu halten, wurde beschlossen, RDHX-Systeme einzusetzen. Dadurch wird die gesamte Abwärme über die Wasserkreisläufe abgeführt und belastet die Luftkühlung im Rechenzentrum nicht.
Datenwachstum, steigende Ansprüche an Sicherheit, Nachhaltigkeit und Energieeffizienz erhöhen die Komplexität der IT-Prozesse. Die primäre Herausforderung der IT-Planung ist, die Leistung zu optimieren und gleichzeitig die Energiekosten zu reduzieren. Gemeinsam mit unserem Partner Lenovo machen wir Ihre Institution nachhaltig fit & agil für die anstehenden Herausforderungen.
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