アクアサー

アクアサー・スーパーコンピュータは、2010 年にスイス連邦工科大学チューリッヒ校 (ETH チューリッヒ)の機械・プロセス工学科で初めて使用されました。ETH チューリッヒは、スイス連邦工科大学を構成する 2 つの学校のうちの 1 つで、もう 1 つは ETH ローザンヌです。アクアサーの開発では、高いエネルギー効率、環境に優しいコンピューティング、高いコンピューティング性能が主な関心事でした。環境に優しいことの重要な部分は、二酸化炭素排出量を削減することに焦点を当てたことです。空冷式データセンターのエネルギー消費と炭素汚染の 50% は、実際のコンピューティング処理ではなく、データセンターの冷却システムから発生しています。アクアサーの作成は 2009 年に始まりました。これは、IBM の First-Of-A-Kind (FOAK) プログラム (IBM の研究者と顧客がビジネスにおける現実世界の問題を支援する潜在的な新技術を開発することを奨励するプログラム) の一部でした。^{[ 2 ]}後に、別のスーパーコンピュータであるSuperMUCも、開発において温水冷却の同じアイデアを採用しました。より強力なスーパーコンピュータの将来の開発では、コンピュータの効率を高めるために、オンチップ冷却を主な冷却源として使用する可能性も検討されました。

2018年に発表された学術論文では、新しいエクサスケールコンピューティング（スーパーコンピューティングのより大規模な性能）の開発における多くの可能性が検討されました。エクサスケールスーパーコンピュータは将来のコンピューティングで必要となるため、最高のパフォーマンスを実現するには、これらのスーパーコンピュータに高いエネルギー効率と高い冷却効率が求められます。科学者たちは、Aquasarスーパ​​ーコンピュータに触発され、「オンチップ」冷却の可能性に着目しました。^{[ 4 ]}

Aquasarには、温水冷却と空冷の性能を比較するために、水冷式のIBM BladeCenterサーバー（IBMのベアボーンサー​​バーコンピュータのバージョン）と空冷式のIBM BladeCenterサーバーが搭載されています。空冷式と水冷式のBladeCenterは、IBM BladeCenter Hシャーシで構成され、両方のBladeCenterシステムでIBM BladeCenter QS22サーバーとIBM BladeCenter HS22サーバーを組み合わせて使用​​しています。^{[ 2 ]}このシステムは6テラフロップス（フロップスは計算速度を決定するために使用される単位）を使用し、1ワットあたり約450メガフロップスのエネルギー効率を達成しています。^{[ 2 ] [ 5 ]}パイプラインは個々のBladeCenterサーバーをメインネットワークに接続し、そこからさらに水輸送パイプラインネットワークに接続されます。これらのパイプラインは切断および再接続することもできます。冷却には10リットルの水が使用され、ポンプで毎分約30リットルの流量が生成されます。^{[ 5 ]}アクアサーシステムには、性能をさらに監視するためのセンサーシステムも設置されています。科学者たちは、これらのセンサーから得られる情報を使用してシステムを最適化することを期待しています。^{[ 3 ]}

温水冷却システムは閉ループシステムです。冷却液は処理ユニットによって常に加熱されます。温水は熱交換器（流体間で熱を伝達する方法）を介して再び冷却されます。伝達された熱は、ETHチューリッヒの建物などの建物の暖房システムに直接使用されるため、熱を効果的に再利用できます。^{[ 5 ]}発生した熱の最大約80%が回収され、建物の暖房に再利用されます。^{[ 6 ]} SuperMUCスーパーコンピュータでは、温水冷却液によって生成された熱がキャンパスの残りの部分をさらに加熱するために使用され、ライプニッツ計算センターのキャンパスは年間約125万米ドル節約しています。約9キロワットの熱エネルギーが暖房システムに投入され、廃熱は後でETHチューリッヒの建物の暖房に使用されます。^{[ 5 ]}