Woda jako ciecz chłodząca ma zdolność do przewodzenia ciepła cztery tysiące razy większą niż powietrze

IBM i Szwajcarska Politechnika Federalna w Zurychu (ETH) poinformowały o planach budowy pierwszego superkomputera chłodzonego wodą, który będzie w stanie wykorzystać ciepło wydalane w trakcie pracy do ogrzewania budynków uniwersyteckich. Celem przedsięwzięcia jest opracowanie technologii komputerowej świadomej energetycznie. Innowacyjny system Aquasar sprawi, że roczny ślad emisji dwutlenku węgla powstały w wyniku zasilania komputera spadnie nawet o 85%, co oznacza emisję mniejszą nawet o 30 ton w porównaniu do podobnych systemów używających dzisiejszych technologii chłodzenia.

Nawet do 50% przeciętnego śladu emisji dwutlenku węgla lub zużycia energii, generowanej przez centra danych chłodzone powietrzem nie jest wytwarzane w trakcie pracy, ale po to, aby systemy chłodzące powstrzymały procesory przed przegrzaniem. Ta sytuacja jest daleka od optymalnej, biorąc pod uwagę wydajność energetyczną w całościowej perspektywie.

Wykorzystujący innowacyjny system chłodzenia wodą i ponowne wykorzystanie wytworzonego ciepła, nowy superkomputer Aquasar będzie umieszczony na Politechnice Federalnej w Zurychu i rozpocznie działanie w 2010 r. Jego wykorzystanie zmniejszy zużycie energii o 40%. System wykorzystuje wieloletnie wspólne badania naukowców z Politechniki Federalnej i IBM nad systemem chłodzenia mikroprocesorów jak również koncepcję centrów danych chłodzonych wodą i wykorzystujących energię wytworzoną w trakcie pracy, rozwiniętą przez naukowców z Laboratorium IBM w Zurychu.

Chłodzony wodą superkomputer będzie się składał z dwóch serwerów IBM BladeCenter w jednym stelażu i będzie mieć maksymalną moc obliczeniową na poziomie 10 teraflopów. Każdy z serwerów typu blade będzie wyposażony w wysokiej jakości system chłodzenia w mikroskali, chłodzący każdy procesor, ja również w sieć kanalików i połączeń wchodzących i wychodzących, które umożliwią łatwe połączenie i rozłączenie każdego serwera z systemem.

Woda jako ciecz chłodząca ma zdolność do przewodzenia ciepła cztery tysiące razy większą niż powietrze, a możliwości jej wykorzystania do transportu ciepła są też dużo lepsze. Chłodzenie na poziomie procesora wodą o przeciętnej temperaturze 60°C jest wystarczające, aby utrzymać temperaturę pracy procesora znacznie poniżej maksymalnej dopuszczalnej temperatury 85°C. Wysoka początkowa temperatura cieczy chłodzącej jest nawet wyższa niż temperatura cieczy końcowej, która będzie wynosić ok. 65°C.

Rurki chłodzące pojedynczych elementów serwera łączą się w większą sieć stelaża serwera, które w konsekwencji łączą się z główną siecią transportu wody. Superkomputer chłodzony wodą będzie potrzebował około 10 litrów wody do chłodzenia i pompy zapewniającej stabilny przepływ wody na poziomie 30 litrów na minutę. Cały system chłodzenia stanowi obwód zamknięty: woda chłodząca jest ogrzewana stale przez procesory i następnie chłodzona do wymaganej temperatury kiedy przechodzi przez pasywny wymiennik ciepła, dostarczając usunięte ciepło to systemu ogrzewania uczelni. To eliminuje zapotrzebowanie na dzisiejsze energochłonne urządzenia chłodzące.