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ColdCon®
  Ein MEGWARE-Projekt am Leibniz-
   Rechenzentrum (LRZ) in Garching
Weltweit 1. direktwassergekühlter AMD-Cluster mit
        effizienter Abwärmenachnutzung


       Jürgen Gretzschel – Geschäftsführer
       Jörg Heydemüller – HPC Repräsentant
Unternehmensprofil
•   Gründung 1990 in Chemnitz / Sachsen
•   50 Mitarbeiter
•   rund 550 installierte Hochleistungsrechner in Europa
•   Universitäten, Forschungseinrichtungen, Wirtschaft als Auftraggeber
•   MEGWARE Eigenentwicklungen im Hard- und Softwarebereich




MEGWARE Firmensitz mit Produktions- und Testcenter in Chemnitz
                                                                          2
ColdCon® - ein MEGWARE-Projekt am LRZ Garching
•   ClustCool® = Kupferkühler auf allen elementaren Chipsätzen
•   178 ClustCool Dualserver AMD Opteron 6128HE – 8 Core CPUs, 2.0GHz
•   16GB RAM (1GB pro Server)
•   diskless System / QDR-Infiniband-Netzwerk 40 Gbit/s
•   ca. 1 Million € Auftragsvolumen




      Wasserkühlung im Server          Hochleistungsrechner „CooLMUC“ am LRZ   3
ColdCon® - ein MEGWARE-Projekt am LRZ Garching
•   direkte Wasserkühlung auf CPU und Chipsatz
•   Transport von mehr als 75% der Wärme nach außen
•   feste Verrohrung aus Kupfer
•   kein Auslaufen möglich
•   tropffreie Kupplungen
•   einfache Wartung
•   ∆T≈5K




                                             Produktion der 178 Server
ColdCon® - ein MEGWARE-Projekt am LRZ Garching




      Ein besonderes Dankeschön an Prof. Dr. Bode (Leiter des LRZ) und
            Dr. Huber (Leiter der Gruppe Compute Server am LRZ)
ColdCon®- Direktwasserkühlung
Sicherheit
•   Notkühler mit Wärmetauscher 30 kW Leistung
•   mechanische Temperaturfühler (Unterverteilung)
•   elektronische Sensoren (MEGWARE ClustSafe)
•   Überwachung durch die MEGWARE ClustWare



                                                     Wasser in der IT – eine große Herausforderung
ColdCon®- Direktwasserkühlung
Energiebilanz
•   2 Lüfter mit 30W je Knoten ≈ 5 kW Einsparung
•   Energieaufwand für Wasser unter 30 °C ↦ 1,46kWh/m3
•   ∆T=6K, 45 kW Verbrauch ↦ 6,5m3 Wasser pro Stunde
•   ≈ 9,4 kW Einsparung




                                       Keine Lüfter in den Servern notwendig
ColdCon®- Direktwasserkühlung
Energiebilanz
•   Lüfter zur Schrankkühlung pro Schrank 1,5 kW ≈ 4,5 kW Einsparung
•   Energieaufwand für Kühlwasser über 30 °C ↦ 0,36 kWh/m3
    ∆T=6K, 45 kWh Verbrauch ↦ 6,5m3 pro Stunde
    ≈ 2,3 kW Aufwand
•   Kühltechnik
    2,4 kW Aufwand




                                  Am Ende steht 55°C warmes Wasser zur Verfügung.
ColdCon®- Direktwasserkühlung
Adsorption
•   Energieaufwand 1,46kWh/m3
•   ∆T=6K, 8 kW Verbrauch ↦ 1,15m3 pro Stunde
•   ≈ 1,7 kW Einsparung
•   ≈ 0,7 kW Aufwand




                                  Eine Adsorptionsanlage erzeugt 11 kW Kälte zur
                                        Kühlung konventioneller IT-Technik.
ColdCon®- Direktwasserkühlung
Energiebilanz
•   5 kW+9,4 kW+4,5 kW+1,7 kW ≈ 20,6 kW Einsparung
•   2,3 kW+2,4 kW+0,7 kW ≈ 5,4 kW Aufwand
     15,2 kW gesamte Einsparung

•   15,2 kW Einsparung
    0,15 € / kWh über 5 Jahre


≈ 100.000 €
                                   Ein Mehraufwand, der sich lohnt!
ColdCon®- Direktwasserkühlung - Weiterentwicklung
•     Weiterentwicklung der Wasserkühlung
•     Erhöhung der Wärmeabfuhr innerhalb der Server von 75% auf 85%
•     außerdem Nutzung energieeffizienter Komponenten,
      z. B. energiesparende Speichermodule von Samsung




    Erweiterung des CooLMUC bringt weitere Effizienzsteigerung
Vielen Dank!
www.megware.com

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  • 1. ColdCon® Ein MEGWARE-Projekt am Leibniz- Rechenzentrum (LRZ) in Garching Weltweit 1. direktwassergekühlter AMD-Cluster mit effizienter Abwärmenachnutzung Jürgen Gretzschel – Geschäftsführer Jörg Heydemüller – HPC Repräsentant
  • 2. Unternehmensprofil • Gründung 1990 in Chemnitz / Sachsen • 50 Mitarbeiter • rund 550 installierte Hochleistungsrechner in Europa • Universitäten, Forschungseinrichtungen, Wirtschaft als Auftraggeber • MEGWARE Eigenentwicklungen im Hard- und Softwarebereich MEGWARE Firmensitz mit Produktions- und Testcenter in Chemnitz 2
  • 3. ColdCon® - ein MEGWARE-Projekt am LRZ Garching • ClustCool® = Kupferkühler auf allen elementaren Chipsätzen • 178 ClustCool Dualserver AMD Opteron 6128HE – 8 Core CPUs, 2.0GHz • 16GB RAM (1GB pro Server) • diskless System / QDR-Infiniband-Netzwerk 40 Gbit/s • ca. 1 Million € Auftragsvolumen Wasserkühlung im Server Hochleistungsrechner „CooLMUC“ am LRZ 3
  • 4. ColdCon® - ein MEGWARE-Projekt am LRZ Garching • direkte Wasserkühlung auf CPU und Chipsatz • Transport von mehr als 75% der Wärme nach außen • feste Verrohrung aus Kupfer • kein Auslaufen möglich • tropffreie Kupplungen • einfache Wartung • ∆T≈5K Produktion der 178 Server
  • 5. ColdCon® - ein MEGWARE-Projekt am LRZ Garching Ein besonderes Dankeschön an Prof. Dr. Bode (Leiter des LRZ) und Dr. Huber (Leiter der Gruppe Compute Server am LRZ)
  • 6. ColdCon®- Direktwasserkühlung Sicherheit • Notkühler mit Wärmetauscher 30 kW Leistung • mechanische Temperaturfühler (Unterverteilung) • elektronische Sensoren (MEGWARE ClustSafe) • Überwachung durch die MEGWARE ClustWare Wasser in der IT – eine große Herausforderung
  • 7. ColdCon®- Direktwasserkühlung Energiebilanz • 2 Lüfter mit 30W je Knoten ≈ 5 kW Einsparung • Energieaufwand für Wasser unter 30 °C ↦ 1,46kWh/m3 • ∆T=6K, 45 kW Verbrauch ↦ 6,5m3 Wasser pro Stunde • ≈ 9,4 kW Einsparung Keine Lüfter in den Servern notwendig
  • 8. ColdCon®- Direktwasserkühlung Energiebilanz • Lüfter zur Schrankkühlung pro Schrank 1,5 kW ≈ 4,5 kW Einsparung • Energieaufwand für Kühlwasser über 30 °C ↦ 0,36 kWh/m3 ∆T=6K, 45 kWh Verbrauch ↦ 6,5m3 pro Stunde ≈ 2,3 kW Aufwand • Kühltechnik 2,4 kW Aufwand Am Ende steht 55°C warmes Wasser zur Verfügung.
  • 9. ColdCon®- Direktwasserkühlung Adsorption • Energieaufwand 1,46kWh/m3 • ∆T=6K, 8 kW Verbrauch ↦ 1,15m3 pro Stunde • ≈ 1,7 kW Einsparung • ≈ 0,7 kW Aufwand Eine Adsorptionsanlage erzeugt 11 kW Kälte zur Kühlung konventioneller IT-Technik.
  • 10. ColdCon®- Direktwasserkühlung Energiebilanz • 5 kW+9,4 kW+4,5 kW+1,7 kW ≈ 20,6 kW Einsparung • 2,3 kW+2,4 kW+0,7 kW ≈ 5,4 kW Aufwand  15,2 kW gesamte Einsparung • 15,2 kW Einsparung 0,15 € / kWh über 5 Jahre ≈ 100.000 € Ein Mehraufwand, der sich lohnt!
  • 11. ColdCon®- Direktwasserkühlung - Weiterentwicklung • Weiterentwicklung der Wasserkühlung • Erhöhung der Wärmeabfuhr innerhalb der Server von 75% auf 85% • außerdem Nutzung energieeffizienter Komponenten, z. B. energiesparende Speichermodule von Samsung Erweiterung des CooLMUC bringt weitere Effizienzsteigerung