Hydro-Cluster: IBM-Supercomputer mit direkter Wasserkühlung

40 Prozent weniger Energie für Kühlung von Rechenzentren. Mit dem neuen Rack-Einschub "Power 575" bietet IBM erstmals ein Cluster-System an, bei dem die einzelnen Prozessoren mit einer direkten Wasserkühlung versehen sind. Dadurch soll die Effizienz von Kühlanlagen für große Rechenzentren steigen und Energie gespart werden.

9. April 2008 um 11:59 Uhr / Nico Ernst

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IBMs Kühlkonzept erinnert dabei stark an die auch bei Desktop-PCs verwendeten Lösungen: Auf den Heatspreadern der Power6-Prozessoren sitzen von Wasser durchspülte Kühlkörper aus Kupfer. Von dort wird das Wasser auch über Chipsatz und Speicherbänke geführt – und schließlich aus dem Rack. In künftigen Versionen will IBM die Dies auch direkt von Wasser umspülen lassen.

Jeder der Rechner-Einschübe ist an eine zentrale Wasserleitung des Racks angeschlossen, die zu den Wärmetauschern des gesamten Rechenzentrums führen kann. IBM plant für die Zukunft aber auch, das Warmwasser für Heizungen zu verwenden, per Fernwärme auch für Privathaushalte. Schon heute werden die Bürogebäude von Rechenzentren gelegentlich per Supercomputer-Wärme beheizt, etwa im Leibniz Rechenzentrum in Garching bei München.

Bisher wird bei den meisten Supercomputer-Anlagen aber die Wärme aus dem Rechner zunächst per Luft befördert, die warme Luft dann über eine Klimaanlage gekühlt. Neu ist bei IBMs Ansatz die direkte Kopplung der Rechnerabwärme an Wasser. Eines der Ziele ist nicht nur die zuverlässige Kühlung der Power6-Prozessoren, die mit bis zu 5 GHz getaktet werden können – die Energieeinsparung ist IBM ebenso wichtig.

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Beim Vergleich zweier Power-575-Anlagen aus 12 Racks mit und ohne Wasserkühlung will IBM in eigenen Tests statt 18 nur noch 2 Klimaeinheiten für die Kühlung des Raumes benötigt haben. Bei gleicher Rechenleistung soll dabei der Energieaufwand für die Kühlung um 40 Prozent niedriger ausgefallen sein. Bei rein luftgekühlten Rechenzentren geht man derzeit als Faustregel davon aus, für die Kühlung mindestens denselben Energiebedarf wie für die Stromversorgung der Rechner selbst einzukalkulieren.

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Jeder der im Power 575 verwendeten Power6-Prozessoren kann als Dual-Core-CPU ausgeführt sein, mit 16 Sockeln pro Einschub von zwei Höheneinheiten kommt IBM so auf 448 Kerne pro Rack. In den Test-Installationen von IBM liefen die Prozessoren bisher aber nur mit 4,7 GHz, dennoch soll jedes Rack schon 600 GFlops Rechenleistung erreichen.

Die ersten prominenten Kunden für seinen Hydro-Cluster hat IBM auch schon gefunden. So sollen die Power 575 unter anderem beim Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching bei München und in Boulder, im US-Bundesstaat Colorado, beim "National Center for Atmospheric Research" für Klimaforschung eingesetzt werden.

Die Rechner laufen unter AIX oder Linux, IBM will sie nach den Prototypen-Installationen im Mai 2008 ausliefern und auch erst dann die Preise bekanntgeben. Entwickelt wurde die Wasserkühlung in den IBM-Labors in Zürich.