Water in het hart van de machine

SARA krijgt nieuwe supercomputer (3)

Met ruim veertien teraflops heeft SARA Reken- en Netwerkdiensten vanaf eind mei een van de krachtigste computers ter wereld in huis. Computable volgt deze weken de opbouw van het apparaat, dat bij IBM in de Verenigde Staten getest is. Deel 3: koelen en nog meer koelen.

Zoals dat gaat met computers is het energieverbruik van SARA’s nieuwe supercomputer per teraflop lager dan dat van de afgedankte apparaten, maar wordt de rekencapaciteit tegelijkertijd zo groot, dat het totale energieverbruik toch fors toeneemt. De computer waarvan in juni de aanknop wordt ingedrukt, heeft een aansluitwaarde van 400 kilowatt. De upgrade die in 2008 volgt, verbruikt 700 kilowatt. Dit alles exclusief het energieverbruik van de koeling.

“Energieverbruik is een belangrijk deel van de total cost of ownership”, zegt manager dr.ir. Axel Berg van de afdeling High Performance Computing en Visualisatie. “Daarom heeft een zo laag mogelijk verbruik deel uitgemaakt van het eisenpakket bij de aanbesteding. Gelukkig zijn dit nog geen toenames waar energiebedrijven van schrikken. Het totale Science Park Amsterdam hier in de Watergraafsmeer verbruikt megawatts en we maken jaren vooruit planningen voor het verbruik met de leveranciers. Daarin is de nieuwe supercomputer opgenomen.”

Driekwart van het energieverbruik van het apparaat zit in de rekeneenheden. Die gebruiken per rack om en nabij de 33 kilowatt. Dat is ongeveer het maximale van wat nog met luchtkoeling te redden valt. Dan moet de trukendoos echter wel open. Het koelingssysteem zelf hoeft niet vervangen te worden, maar moet wel uitgebreid worden met zeer zware nieuwe units. De racks met rekeneenheden vereisen een zeer grote hoeveelheid koude lucht, waardoor de benodigde luchtstromen bijzonder hoog worden.

“De juiste opstelling van het systeem op de vloer, maar ook de planning van alles wat onder de computervloer zit, zoals kabelgoten, is belangrijk om een luchtstroom te kunnen garanderen die groot genoeg is”, aldus Berg. “Goede monitoring van alle essentiële parameters voor de koeling moet ervoor zorgen dat het systeem altijd op de juiste temperatuur blijft werken.”

Twee van de nieuwe koelmachines zijn uitgevoerd als warmtepomp. In de wintermaanden wordt de restwarmte van de machines op een zeer efficiënte wijze gebruikt voor verwarming van de gebouwen. Daarnaast heeft SARA nog een koelmachine die vrije koeling mogelijk maakt. Deze onttrekt bij lage buitentemperaturen (lager dan vijf graden Celsius) koude aan de buitenlucht. In dat geval hoeft geen externe energie gebruikt te worden om koude op te wekken.

“Het apparaat dat in 2008 geleverd wordt, zullen we voor een belangrijk deel met water moeten koelen”, vertelt Berg. “Dat is gelukkig niet zo gecompliceerd. De koelunits op de vloer voeren hun warmte immers ook al met water af. Eigenlijk verleg je gewoon de plek waar de waterkoeling begint – al zal de waterkoeling van de computer wel een gescheiden circuit zijn. Overigens zal de waterkoeling van de supercomputer daadwerkelijk op de node plaatsvinden. Conventionele watergekoelde computers hebben de koeling in de deur zitten.”