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3M, SGI und Intel präsentieren zukunftsweisende Immersionskühlung für Hochleistungsrechner

Ein von 3M entwickeltes Flüssigkühlverfahren reduziert den Energiebedarf und Wasserverbrauch von Rechenzentren ganz erheblich

München – 08.04.2014 – Mit dem Internet der Dinge wächst auch der Datenverkehr in der Cloud, was Rechenzentren immer höhere Leistungen abfordert. Gleichzeitig soll jedoch die Cloud mit möglichst wenig Energie betrieben werden. Ein erheblicher Teil des Energiebedarfs geht auf das Konto der Kühlung. Mit der neuen Flüssigkühl-Technologie von 3M können Rechenzentren viel Energie und Geld sparen.

Um die Funktionsweise des neuen Verfahrens zu demonstrieren wurde bei 3M in Zusammenarbeit mit Intel und SGI ein komplett funktionsfähiger Supercomputer installiert und mit der zukunftsweisenden Immersionskühlung ausgestattet.

SGI stellte dafür den weltweit schnellsten Supercomputer mit verteiltem Speicher zur Verfügung: Eine SGI® ICE™ X der fünften Generation mit Intel® Xeon® E5-2600 Prozessoren.

Das revolutionäre Kühlverfahren besteht aus einer Zweiphasen-Verdampfungskühltechnik. Die zu kühlenden Server befinden sich in einem Tauchbad, das mit elektrisch nicht leitendem 3M™ Novec™ Fluid gefüllt ist. Diese spezielle Kühlflüssigkeit umspült die Komponenten und nimmt deren Wärme direkt auf. Das Novec Fluid verdampft dabei und wird in wassergekühlten Wärmetauschern wieder kondensiert. Die Abwärme kann energetisch erneut genutzt werden. Und da kein Wasser verdampft, sinkt der Verbrauch an Kühlwasser. Mit dieser neuen Technologie lassen sich die Energiekosten für die Kühlung um bis zu 95% reduzieren.

Das neue Verfahren kommt mit einem Zehntel des Raums aus, den eine konventionelle Luftkühlung erfordert. Die Technologie benötigt keine kostspieligen Luftkühlungs-Infrastrukturen oder umfangreiche Installationen, wie sie normalerweise für Flüssigkeits-Kühlungen notwendig sind. Rechner-Bauteile können deutlich enger gepackt werden, was sich in höherer Leistung bei geringerem Platzbedarf niederschlägt und den Zugang zu den Komponenten erleichtert. Alles in allem ermöglicht die neue Technik eine Leistungsdichte von bis zu 100 Kilowatt Leistung pro Quadratmeter.

Ausgefeilte High Performance Computer von SGI, bestückt mit energiesparenden Intel Prozessoren und ausgestattet mit der bahnbrechenden Kühlungstechnologie von 3M, setzen so schon heute Standards für das Rechenzentrum der Zukunft.

"Wir sind sehr zufrieden mit dem Resultat unserer Zusammenarbeit mit SGI und Intel", sagt Joe Koch, Leiter der 3M Electronics Markets Materials Division. Und er fährt fort: "Gemeinsam ist es uns gelungen die Energie-Effizienz trotz Platz-Einschränkungen und steigender Rechenleistung deutlich zu verbessern. Die erzielten Fortschritte markieren einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu weiteren Hardware Optimierungen".

Im Rechenzentrum der Zukunft skaliert ein SGI ICE X System nahtlos von Teraflops zu Petaflops. über alle Technologie-Generationen hinweg und ohne Unterbrechung des Workflow. Extrem eng gepackte Komponenten reduzieren den Ressourcenverbrauch. Das durchdachte Design vermindert System-Overhead und vermeidet Zugriffs-Engpässe.

"Die enge Zusammenarbeit mit Intel und 3M hat zu einer ganz neuen Möglichkeit der Energie-Einsparung geführt", erläutert Jorge Titinger, Präsident und CEO von SGI. Und er ergänzt: " Die gemeinsame Arbeit mit Intel und 3M war sehr fruchtbar. Das Ergebnis illustriert, welche enormen Energiemengen in Rechenzentren noch eingespart werden können".

"Moderne Rechenzentren sind das Rückgrat der Daten-Wirtschaft. Sie müssen nicht nur ihre Performance permanent verbessern, sie müssen das so effizient wie möglich tun. Indem sie ihren Energieverbrauch senken und die Betriebskosten insgesamt reduzieren", sagt Charles Wuishpard, Leiter des Workstation und High Performance Computing bei Intel. Wuishpard weiter: "Kooperationen mit Unternehmen wie 3M und SGI sind sehr wichtig für uns, um auch im Bereich der Kühlungs-Technologien neue Erkenntnisse zu gewinnen".

Die Beschäftigung mit neuen Kühlungstechnologien liefern Intel und SGI wertvolle Erkenntnisse für zukünftiges Hardware-Design. Wie lassen sich die Einschränkungen der Wärmeübertragung bei herkömmlichen Kühlverfahren überwinden? Wie können kostengünstigere Systeme entwickelt werden? Wie lassen sich ökonomischere Bauweisen realisieren? Wie kann der Betrieb vereinfacht werden?

Das von den drei Partnern entwickelte System beweist die generelle Realisierbarkeit einer zweiphasigen Immersionskühlung mit Novec Fluid und liefert wichtige Erkenntnisse über das Design derartiger Test-Plattformen. Die detaillierte Auswertung der System-Daten erfolgt seit Anfang April. Daneben wird zusammen mit dem Naval Research Laboratory in Washington, dem Lawrence Berkeley National Laboratory im kalifornischen Berkeley und dem Hersteller unterbrechungsfreier Stromversorgungen, APC by Schneider Electric, ein weiteres System installiert. Mit dieser Lösung soll die Skalierbarkeit der neuen Technologie in unterschiedliche Größenordnungen überprüft werden.

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3M Innovationen sind in nahezu allen Bereichen des Lebens, der Arbeitswelt, der Medizin und der Technik zu finden. Bei 3M sorgen über 45 Basistechnologien, 8.000 Forscher und 25.000 Patente für das Know-how, immer wieder neue und einfallsreiche Lösungen zu entwickeln: Innovation aus Tradition – für unsere Kunden.

3M macht rund 31 Milliarden Dollar Umsatz, beschäftigt weltweit 89.000 Mitarbeiter und hat Niederlassungen in über 70 Ländern der Erde.

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Intel ist weltweit führend in der Computer-Innovation. Das Unternehmen entwickelt und produziert die grundlegenden Techniken, die weltweit die Basis für Computer bilden.

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