Supercomputer: Paraffinöl kühlt 3.512 CPUs an der TU-Wien

Die TU Wien hat einen neuen Supercomputer in Betrieb genommen, dessen Abwärme nicht über die Luft sondern durch 35 Tonnen Paraffinöl abgeführt wird. Der 600 Teraflops schnelle Rechner, der auf 3.512 CPUs vom Typ Intel Xeon E5-2650 v2 setzt, soll auch deshalb besonders energieeffizient arbeiten.

„Bei der Planung des Supercomputers wurde besonders auf Umweltfreundlichkeit und Energieeffizienz geachtet“, sagt Prof. Herbert Störi, wissenschaftlicher Projektleiter des VSC 3 getauften Computers. Die Kühlung der CPUs des Systems, das unter Last 540.000 Watt Leistung aufnimmt, sei über das Bad im Öl deutlich effizienter umzusetzen als die Kühlung mittels Ventilatoren, die darüber hinaus die Kühlung des Rechenzentrum als solches erforderlich machen würden.

Der gesamte Rechner befindet sich in 21 Containern, in denen die Prozessoren im Öl versenkt sind. Den Austausch der 35 Tonnen Kühlflüssigkeit übernehmen sechs Pumpen, die Abgabe der Wärmeenergie erfolgt über sechs Wärmetauscher. Die Kühlung der Speichermedien übernehmen fünf Wärmepumpen, die mittels Wasser gekühlt werden.

Statt Luftkühlung durch stromfressende Ventilatoren setzt man auf Paraffinöl, ähnlich wie es auch in Kosmetikprodukten verwendet wird. 35 Tonnen Öl enthalten die Wannen, in die man die Prozessoren versenkt. Das Öl hat besonders gute Wärmeleitungseigenschaften, dadurch kann die an den Prozessoren anfallende Wärme sehr effizient wegtransportiert werden. Ohne Luftkühlung muss auch der Rechnerraum nicht mehr eigens gekühlt werden.

Die Kühlung des VSC 3 erfolgt mit Paraffinöl

Mit seiner maximalen Rechenleistung von 583 Teraflops gehört der VSC 3 zu den 100 schnellsten Supercomputern der Welt, die zu Anfang Juni 2014 aktualisierte Top500 führt das System allerdings noch nicht auf. Berechnen soll das System Aufgaben aus vielen unterschiedlichen Forschungsgebieten wie Meteorologie oder Teilchenphysik. Dafür stehen dem System je Dual-CPU-Knoten 64 GB Arbeitsspeicher zur Verfügung, der Gesamtspeicher beträgt 114 Terabyte. Neben der TU Wien haben auch die Universität Wien, die Universität für Bodenkultur sowie die Universität Innsbruck und die TU Graz Zugriff auf den Rechner.

Auch der derzeit effizienteste Supercomputer der Welt setzt bei der Kühlung auf Öl anstatt auf Luft. Der „Tsubame-KFC“ des Tokyo Institute of Technology bringt es zwar lediglich auf vergleichsweise geringe 151 Gigaflops, benötigt allerdings nur 35.580 Watt unter Last. Mit 4.390 Megaflops pro Watt führt der Rechner zum zweiten Mal in Folge die grüne Top500 der Supercomputer an. Der VSC 3 der TU Wien erreicht mit 1.080 Megaflops pro Watt rund ein Viertel der Effizienz, was ihn nach der nächsten Aktualisierung der Effizienzrangliste dort ebenfalls in den Top100 ausweisen wird.