Lenovo Neptune – как правильно охладить высокопроизводительные серверы

Задача отвода тепла является одной из ключевых при создании высокопроизводительных вычислительных платформ. Одним из наиболее эффективных решений является использование жидкостных систем охлаждения, оптимизированных для серверов.

Технология Lenovo Neptune позволяет эффективно решить проблему охлаждения дата-центров, где активно вырабатывают тепло серверные платформы. Важность этого аспекта связана с тем, что недостаточно эффективный отвод тепла приводит к непредвиденным отключениям, снижению производительности и потере данных.

Такие высокопроизводительные вычисления, как работа искусственного интеллекта и продвинутая аналитика, традиционно являются рабочей нагрузкой графических процессоров и сегодня занимают ведущее место в крупнейших дата-центрах. Подобные системы позволяют клиентам наращивать в компактных дата-центрах огромные вычислительные мощности или выстраивать на базе графических процессоров иные конфигурации, чтобы размещать рабочие нагрузки машинного обучения и логического вывода на единой платформе. Решение Lenovo позволяет охлаждать и графические процессоры.

Lenovo Neptune использует систему жидкостного охлаждения для отвода тепла от систем с высокой теплоотдачей. Поэтому данная технология позволяет существенно (до 50 %) повысить эффективность дата-центров, сохранив исключительную производительность и высокую плотность размещения оборудования. Технология Lenovo Neptune работает в трех направлениях, причем все они могут быть использованы вместе или по отдельности:
- Технология охлаждения теплой водой Direct to Node (DTN);
- Радиатор Rear Door Heat Exchanger (RDHX);
- Модуль Thermal Transfer Module (TTM).
    
Технология охлаждения теплой водой Direct to Node (DTN) предусматривает, что для отвода тепла от компонентов системы вместо вентиляторов и прохладного воздуха используется вода, которая по трубкам поступает в системный блок. Необходимо отметить, что компания Lenovo является пионером в области технологий жидкостного охлаждения Direct to Node с 2012 года. Система охлаждения теплой водой используется для отвода тепла (до 50⁰C) от CPU, модулей памяти и ввода-вывода, локального хранилища и регуляторов напряжения.

Вода обладает существенно большей теплоемкостью по сравнению с воздухом, благодаря чему ключевые компоненты сервера могут функционировать при более низких температурах по сравнению со стандартными системами воздушного охлаждения. Это позволяет заказчикам использовать масштабируемые процессоры Xeon мощностью свыше 240 Вт, в то время как при эксплуатации стандартных систем воздушного охлаждения максимальная мощность не может превышать 165 Вт. В результате, производительность возрастает, а потребление энергии на обработку данных снижается на 30–40 %

Радиатор Rear Door Heat Exchanger (RDHX) обеспечивает подвод воды к стойке для отвода тепла и снижения температуры до уровня окружающего воздуха, что позволяет использовать CPU мощностью до 30 кВт (с поддержкой устройств мощностью до 40 кВт). Подобно автомобильному радиатору RDHX заменяет собой заднюю дверцу стойки и поглощает тепло из выводящих патрубков систем воздушного охлаждения.

При этом эффективность теплоотвода с помощью RDHX превышает 80%, что способствует снижению общих затрат на охлаждение дата-центра. Кроме того, позволяет повысить плотность дата-центров без существенного увеличения затрат на кондиционирование воздуха.

Модуль TTM представляет собой размещенную внутри стандартного радиатора герметичную тепловую трубку с жидкостью. Конструкторы Lenovo добавили модули TTM в  сервер ThinkSystem SD530 с воздушным охлаждением, чтобы получить возможность использовать более мощные процессоры по сравнению с CPU в системах с традиционным воздушным охлаждением. Преимуществом этого решения является то, что жидкость в радиаторе используется для отвода тепла от CPU в зону с большим пространством для его рассеивания. Оно также позволяет использовать более мощные процессоры с большим количеством ядер и более высокой вычислительной мощностью (205 Вт). И позволяет работать с умеренной скоростью вентиляторов в режимах с низким уровнем шума.

Технология Energy Aware Runtime Software (EAR) — это надежное и прозрачное решение для энергосбережения с минимальным влиянием на производительность. Подключаемый модуль SLURM разработан в партнерстве с «Суперкомпьютерным центром» в Барселоне с целью оптимизации энергопотребления в крупных дата-центрах и кластерах высокопроизводительных вычислений. Данное решение создано для регулирования частоты в зависимости от рабочей нагрузки. Оно предоставляет точный и эффективный контроль над системными ресурсами (вместо их постоянного использования на 100 %).

Стоит также отметить, что недавно компания представила первый в отрасли сервер Lenovo ThinkSystem SD650-N V2 с жидкостным охлаждением Direct-to-Node (DTN) для графических процессоров в системе 1U, обеспечивающий производительность вычислений до 3 петафлопс в одной стойке. Жидкостное охлаждение Lenovo Neptune четвертого поколения снижает потребление энергии до 40%, сохраняя при этом беспрецедентную вычислительную мощность и плотность размещения компонент.

«Мы уделяем весьма пристальное внимание инновациям в области высокопроизводительных вычислений и стараемся обеспечить самыми передовыми решениями наших клиентов в этом сегменте. Ведь многие из них работают над сверхважными задачами и решением проблем, которые сегодня стоят перед человечеством, как бы пафосно это ни прозвучало. Как следствие, Lenovo уже несколько лет подряд признается поставщиком суперкомпьютеров №1 на мировой арене - в списке TOP500 наибольшее количество систем, созданных при участии нашей компании», заявил Скотт Тиз (Scott Tease), генеральный директор направления высокопроизводительных вычислений и искусственному интеллекту в Lenovo Data Center Group.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365