Quel super-refroidissement pour les supercalculateurs ?

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Quel super-refroidissement pour les supercalculateurs ?

Les entreprises sont de plus en plus nombreuses à se tourner vers le HPC. Mais avec des infrastructures toujours plus denses, la question du refroidissement doit trouver de nouvelles réponses à la fois performantes, économiques et plus respectueuses de l’environnement.

Les décideurs informatiques auraient-ils peur de se mouiller ? Il faut bien l’admettre, l’eau n’a pas la cote dans les datacenters. Pour refroidir leurs machines, les responsables de l’infrastructure vont plus spontanément diffuser un flux d’air frais à travers les baies que faire circuler un courant d’eau froide au sein des armoires. La simple perspective de voir un liquide s’approcher des composants leur fait craindre le pire. Pourtant, la hausse de performances des processeurs offerte par cette technologie pourrait leur faire changer leur fusil d’épaule.

Des neurones artificiels en ébullition

Le refroidissement par air fonctionne. Il est exploité depuis des années sous diverses formes sur des installations de très grande envergure. Mais la donne est en train de changer. Les CPU qui jusqu’à récemment culminaient à 150 watts de TDP (Thermal Design Power, ou la dissipation de chaleur dont doit pouvoir bénéficier un composant) dépassent désormais allègrement les 200 watts. Pourquoi une telle évolution ? Les workloads de nouvelle génération comme l’intelligence artificielle ont besoin de cette puissance. Un processeur, comme l’Intel Xeon Phi 7295 par exemple, affiche un TDP de 320 watts. Mais ses 72 cœurs feront des merveilles pour exécuter des algorithmes de machine learning. Les supercalculateurs, qui associent des milliers de puces pour obtenir de considérables niveaux de performances, sont évidemment les premiers concernés par cette problématique.

Le Texas Advanced Computing Center (TACC), de l’Université du Texas à Austin, travaille actuellement avec Dell EMC sur le déploiement de son nouveau superordinateur, baptisé Frontera. Ce dernier, qui devrait entrer directement dans le top 5 des infrastructures informatiques les plus puissantes de la planète, embarquera plus de 16 000 processeurs Intel Xeon de 205 watts chacun. La question du refroidissement est donc évidemment critique pour le bon fonctionnement d’un tel cluster. Le choix s’est rapidement porté sur une solution à eau, et plus particulièrement sur le DCLC, ou Direct Contact Liquid Cooling. Oui, vous avez bien compris. Liquide en contact direct. Ne cédez pas tout de suite à la panique, on vous explique tout.

Des coûts énergétiques réduits de moitié

La technologie DCLC est l’œuvre de la société CoolIT Systems. En partenariat avec Dell EMC, elle a été intégrée aux serveurs PowerEdge C6420, dédiés aux environnement HPC. L’idée est de remplacer les dissipateurs thermiques par des plaques métalliques apposées directement sur les processeurs et refroidies par un circuit d’eau (évidemment totalement hermétique). L’eau capture la chaleur émise par les processeurs, avant de poursuivre sa route vers un échangeur thermique qui va dissiper cette chaleur, puis de revenir vers le processeur, et ainsi de suite. La dépendance aux systèmes coûteux de ventilation, climatisation et traitement d’air est ainsi considérablement réduite et la technologie ne nécessite par ailleurs pas d’utiliser de l’eau glacée, mais simplement à température ambiante.

CoolIT Systems, Direct Contact Liquid Cooling

Premier avantage, le refroidissement DCLC va permettre de déployer 23 % d’équipements supplémentaires avec la même puissance et donc de créer des infrastructures de calcul plus denses. L’autre bénéfice majeur qui en découle est financier. Les coûts énergétiques liés au refroidissement peuvent en effet être diminué de 56 %. Certaines entreprises vont même plus loin en utilisant l’eau chaude extraite du circuit pour chauffer leurs bâtiments. Une bonne manière d’exploiter la puissance des infrastructures informatiques modernes tout en allégeant sa facture énergétique et en diminuant son empreinte écologique.

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