Rechenzentrums-Klimatisierung

Höchste Kühlleistung auf geringer Fläche

| Autor / Redakteur: Michael Nicolai & Patricia Späth / Susanne Ehneß

Rittal ordnete die Racks in Warmgang-Aufstellung an und schottete den Gang ab, in dem die Lufttemperatur bis auf 50 Grad Celsius steigen kann
Rittal ordnete die Racks in Warmgang-Aufstellung an und schottete den Gang ab, in dem die Lufttemperatur bis auf 50 Grad Celsius steigen kann (Bild: Rittal)

Hochleistungsrechner tragen erheblich zur Sicherung des Wissenschaftsstandortes Deutschland bei. In Rheinland-Pfalz wurde Ende 2012 ein neuer Supercomputer an der Technischen Universität Kaiserslautern in Betrieb genommen, mit einer für diesen Leistungsbereich speziell entwickelten Kühllösung von Rittal.

SuperMUC, JuQueen, Hermit, Mogon, Elwetritsch: Hochleistungsrechnen ist aus Wissenschaft und Forschung nicht wegzudenken. In der Grundlagenforschung und in der Entwicklung neuer Stoffe und Verfahren werden Vorgänge, beispielsweise die Ausbreitung von Wellen, mittels leistungsstarker Rechner simuliert und modelliert. In der Biologie werden Proteine analysiert, in der Klimaforschung die Auswirkungen von Veränderungen bei Niederschlagsmengen oder Temperatur durchgespielt.

Um Deutschland als Standort für Spitzenforschung zu stärken, entstehen bundesweit an Forschungseinrichtungen und Hochschulen Rechenzentren für High Performance Computing (HPC). In Rheinland-Pfalz koordinieren über die Allianz für Hochleistungsrechnen Rheinland-Pfalz (AHRP) die Universitäten Kaiserslautern und Mainz die Schaffung und Bereitstellung dieser Ressourcen. Ihr Beitrag zur Superrechner-Landschaft sind die Zwillingscomputer Mogon an der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz und Elwetritsch an der Technischen Universität Kaiserslautern, die über eine 13x10-GBit-Glasfaserverbindung ihre Rechenleistung bündeln können.

Nach der Fertigstellung von Mogon im Sommer 2012 sollte mit Elwetritsch, benannt nach dem in der Pfalz beheimateten Fabelwesen, die Rechenkapazität für die Hochschulen und Forschungseinrichtungen in Rheinland-Pfalz aufgestockt werden. Ziel war es, die kleinen Einheiten von ein bis drei Racks in den jeweiligen Arbeitsgruppen des Standortes zusammenzuführen beziehungsweise abzulösen.

Höchste Kühlleistung auf 0,33 Quadratmeter

Beim Aufbau der neuen HPC-Infrastruktur an der TU-Kaiserslautern lag zunächst der Gedanke nahe, die schnellen Rechner in das bestehende Rechenzentrum zu integrieren. „Dafür reichte jedoch zum damaligen Zeitpunkt der Platz nicht aus“, sagt Heiko Krupp, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am RHRK der TU Kaiserslautern und verantwortlich für die Infrastruktur im Bereich Rechenzentrum. „Außerdem benötigen Hochleistungsrechner sehr viel Kühlung. Dafür hätte das Rechenzentrum unter laufendem Betrieb umgebaut werden müssen, was nachteilig für dessen Betriebssicherheit gewesen wäre.“

Die TU Kaiserslautern entschied sich daher, einen größeren Infrastrukturraum in der Nähe des bestehenden Rechenzentrums zu benutzen und umzubauen. Mit rund 65 m2 war er gerade groß genug, dass er Racks mit insgesamt 650 Höheneinheiten aufnehmen konnte. Bei der dichten Packung der Rechner auf dem begrenzten Raum sollte die Kühlleistung 200 kW bis 250 kW betragen – und damit genau so viel wie für das bestehende Rechenzentrum auf einer mehr als fünfmal so großen Fläche. Damit keine Verzögerungen entstehen, weil Komponenten unterschiedlicher Hersteller aufeinander abgestimmt werden müssen, war der TU Kaiserslautern außerdem wichtig, dass das die neue HPC-Infrastruktur als Systemlösung umgesetzt wird.

Rittal beteiligte sich an der Ausschreibung und erhielt den Auftrag. Nach Mogon in Mainz, für den Rittal kurz zuvor die Hochleistungs-Klimatisierung realisiert hatte, waren Kompetenz und Lösungen des Anbieters auch für den Zwillingsrechner gefragt. Das liegt zum einen daran, dass der Spezialist für IT-Infrastrukturlösungen alle geforderten Komponenten aus einer Hand anbieten kann, von Klimalösung und Doppelboden über Gangeinhausung und Racks im Sonderformat bis zum Monitoring-System. „Zum anderen“, so Krupp, „hat uns Rittal eine ausgeklügelte High-Performance-Kühlung vorgeschlagen, die unserem Rechenzentrum die erforderliche Leistung und Redundanz auf geringer Fläche zur Verfügung stellt.“

Bei der Kühllösung handelt es sich um Klimageräte der Baureihe Liquid Cooling Package (LCP) mit Luft/Wasser-Wärmetauscher, die kaum mehr als einen Drittel Quadratmeter Stellplatz brauchen.

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