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Supercomputer mit heißem Wasser gekühlt

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Von der CPU-Oberfläche geht die Wärme über einen Wärmetauscher direkt in die Gebäudeheizung.

(Bild: IBM Zürich)

Als Experiment bezeichnen die ETH Zürich und IBM ihr Vorhaben, einen Supercomputer mit Heißwasserkühlung zu bauen. Der Rechner, den die Forscher bereits Aquasar getauft haben, soll am Computational Science and Engineering-Labor des Lehrstuhls für Computerwissenschaften der ETH Zürich komplexe Strömungssimulationen berechnen. Durch die direkte Abwärmenutzung dient er zugleich als Heißwassergenerator für die Gebäudeheizung der Eidgenössischen Technischen Hochschule.

Laut ETH Zürich und IBM sollen 10 Liter maximal 60 °C heißes Wasser genügen, um den Rechner auf Betriebstemperatur (unter 85 °C) zu halten. Um die Wärme direkt von deren Produzenten, den CPUs, abzuführen, benutzen die Entwickler etwa 2 cm2 große Mikrokanal-Wasserkühler, die viele hundert kleine Kapillare besitzen. Sie sprühen das heiße Wasser direkt auf die Oberfläche der Chips und nehmen es von dort durch den Druckunterschied wieder auf. Eine Pumpe befördert die 10 Liter Wasser etwa dreimal pro Minute durch den geschlossenen Kreislauf Richtung Wärmetauscher. Der gibt die Wärme an die Gebäudeheizung ab.

Noch sind die Heißwasser-Kühlkörper per Hand auf die CPUs der Supercomputer-Blades verschraubt.

(Bild: IBM Zürich)

Außer der Heizenergie und den mit ihr verbundenen Heizkosten wollen die Betreiber mit dem System etwa 80 Prozent der Kühlenergie sparen, die an die 50 Prozent der für den Rechnerbetrieb notwendigen Energie ausmacht. Durch die Einsparungen bei Heizung und Kühlung wollen sie den CO2-Ausstoß im Vergleich zu ähnlichen Systemen um bis zu 85 Prozent reduzieren.

Grundlage für den Bau ist ein auf drei Jahre angelegtes gemeinsamen Projekt des IBM Forschungslabors Zürich, der ETH Zürich, der ETH Lausanne und des Schweizer Kompetenzzentrums für Energie und Mobilität (CCEM). IBMs eigenes Forschungslabor Zürich arbeitet bereits seit Jahren an der Heißwasserkühlung. (sun)