Inspurs HPC-System mit Flüssigkühlung unterstützt die wissenschaftliche Forschung mit schneller Implementierung und hoher Leistung

12 July 2021

Inspurs HPC-Lösung im Einsatz beim Western Science and Technology Innovation Harbour

SAN JOSE, Kalifornien / Stuttgart  12. Juli 2021 Das Forschungsinstitut Western China Science and Technology Innovation Harbour (iHarbour) in Xi’an City hat kürzlich auf der ISC High Performance 2021 Digital Inspurs neue HPC-Lösung mit Flüssigkühlung vorgestellt. iHarbour setzt die flexible Lösung von Inspur für seine wissenschaftliche Forschungsplattform ein. iHarbour ist eine Einrichtung, die sich auf die Förderung von Innovationen in Wissenschaft und Bildung konzentriert.  

Die iHarbour HPC-Plattform wurde entwickelt, um ausreichend Rechenleistung für datenintensive wissenschaftliche Forschung bereitzustellen. Die Systeme und Produkte von Inspur sind mit über 10.000 CPU-Kernen, Intel Xeon Scalable-Prozessoren der 2. Generation mit 2,7 GHz und einem 100-Gbps-Infiniband-Hochgeschwindigkeitsnetzwerk ausgestattet. Dadurch ermöglichen sie eine blockadefreie Verbindung zwischen den Knoten. Die neue HPC-Plattform erreicht eine Rechenleistung von über 1,1 Petaflops und eine parallele Speicherkapazität von 3PB.

Um die von den Forschern der Einrichtung benötigte Rechenleistung zu liefern, musste das IT-Team von iHarbour innerhalb kürzester Zeit eine große Anzahl von Rechenknoten bereitstellen und gleichzeitig ein ideales Energie-Leistungsverhältnis im Serverraum aufrechterhalten.  Zwar bot sich die neue Wärmeableitungstechnologie der Flüssigkühlung aufgrund ihres geringen Energieverbrauchs, der geringen Geräuschentwicklung und der hohen Effizienz als Lösung an – jedoch erfordert die Umwandlung eines herkömmlichen Rechenzentrums in ein HPC-Zentrum mit Flüssigkühlung enorme Ressourcen für den Bau von Kühltürmen, Wasserkühlungseinheiten und Kühlleitungen, was Monate dauern kann. Hinzu kommt, dass diese Kühlgeräte sehr viel Platz benötigen und hohe Wartungskosten verursachen (z. B. für Frostschutz im Winter).  iHarbour musste also die flüssiggekühlte HPC-Plattform schnell implementieren, ohne den gesamten Serverraum zu renovieren und hohe Wartungskosten in der Zukunft sollten vermieden werden.

Um das Problem zu lösen, entschied sich iHarbour für Inspurs HPC-Systeme mit mobiler Flüssigkühlung, die mit Inspurs i24-High-Density-Flüssigkühlungsservern und einer mobilen, im Rack montierten Coolant Distribution Unit (CDU) ausgestattet sind. Dies ist der erste Einsatz dieser Art von Flüssigkühlung in einem großen HPC-Rechenzentrum in China.

Das System verwendet eine branchenführende Flüssigkühlung, die warmes Wasser zur Wärmeableitung verwendet. Es kann bei einer Umgebungstemperatur von 35°C stabil arbeiten und garantiert, dass die CPU über einen langen Zeitraum hinweg konstant im Hochleistungsmodus läuft. Tests haben gezeigt, dass sowohl die Leistung als auch die Effizienz im High-Performance Linpack (HPL)-Benchmark eine Verbesserung gegenüber der bisherigen Wärmeableitungsmethode der Luftkühlung aufweisen. Jeweils acht i24-Rechenknoten sind an eine Rack-Mount CDU angeschlossen, die effizient Flüssigkühlungscluster bilden kann. Dieses neue System erfordert keine Renovierung des Serverraums, kann in Standard-Serverracks eingesetzt werden und verkürzt die Einführungszeit für ein neues System erheblich. Die Skalierung von Servern mit Flüssigkühlung kann durch Stapeln solcher Einheiten innerhalb des Racks erfolgen, ohne dass Wasserleitungen innerhalb des Rechenzentrums verlegt werden müssen. Das ermöglicht eine geringe Auswirkung auf das laufende Geschäft oder die Forschung, ist leicht skalierbar und hält die Wartungskosten gering.

Seit die HPC-Plattform von iHarbour in Betrieb ist, hat sie etwa 1 Million Rechenaufgaben ausgeführt und Anwendungsaufgaben aus mehr als 20 Disziplinen unterstützt, darunter Werkstoffe, Elektrizität, Maschinen, Energie und Umweltwissenschaften. Bis jetzt haben die Forscher von iHarbour dank der neuen HPC-Plattform ein Papier zum Thema "Nature", drei zu "Science" und über 20 Artikel in Zeitschriften mit einem Impact-Faktor von über zehn veröffentlicht, viele weitere wurden als Cover-Paper in akademischen Zeitschriften ausgewählt.