Forró vízzel hűtenék a szuperszámítógépeket

Az IBM és a Zürichi Műszaki Főiskola (ETH) munkatársai olyan szuperszámítógépet fejlesztenek, amelyet forró vízzel hűtenének. A tervek szerint a készülék működése által keletkezett hőt az ETH épületének fűtésére használják majd fel.

Az innovatív rendszer neve Aquasar, és várhatóan 40 százalékkal csökkenteni fogja az ETH fűtési rendszereinek energiafelhasználását, valamint 85 százalékkal mérsékli a szén-dioxid-kibocsátást. Utóbbi azt jelenti, hogy évente körülbelül 30 tonnával kevesebb szén-dioxid jut a légkörbe. A szuperszámítógépek és számítástechnikai központok különösen nagy energiafaló megoldásoknak számítanak. Csak az elmúlt 4 évben közel a duplájára nőtt a számítógép-központok által felemésztett energia mennyisége.


"Az energiaellátás a 21. század legnagyobb kihívása. Éppen emiatt a teljesítmény és a sebesség már nem lehetnek a legfontosabb követelmények egy új számítógép építésekor. Az új célunk ezért az, hogy nagy teljesítményű, de alacsony fogyasztású készülékeket hozzunk létre" - jelentette ki Dimos Poulikakos, a Zürichi Műszaki Főiskolához tartozó Új Technológiai Termodinamikai Laboratórium és a program vezetője. A feladat szép és nehéz, de amennyiben az Aquasar sikeres lesz, úgy segíthet a jelenleginél kevesebbet fogyasztó, de hasonló vagy nagyobb teljesítményű szuperszámítógépek kifejlesztésében.

A számítógépek esetében a felhasznált energiának akár az 50 százaléka nem a működésre, hanem a processzorok és más alkatrészek hűtésére megy el. Hűtés nélkül egy processzor túlmelegedik és másodperceken belül tönkremehet. Az egyik legfontosabb követelmény az Aquasar esetében is az, hogy a biztonságos üzem érdekében a chipet állandóan 85 Celsius-fok alatt tartsák. A leggyakrabban a levegőt alkalmazzák hűtőközegként, holott meglehetősen rossz hővezető. A víz például 4000-szer hatékonyabban tárolja a hőt, mint a levegő. Ezenkívül a víz képes arra is, hogy kiválóan továbbítsa a hőt. Van ugyanakkor egy fontos dolog: a vízhűtéses rendszernek hermetikusan lezártnak kell lennie, hogy a víz és az elektronika ne kerülhessen kapcsolatba egymással.

Az Aquasar esetében a kutatók a vízhűtést közvetlenül a processzoron helyezik el és úgynevezett mikrocsatornahűtőket alkalmaznak. Az egyedi megoldásnak köszönhetően a chipek akár 60 Celsius-fokos forró vízzel is lehűthetők. Ugyan a teljes rendszernek körülbelül 10 liter vízre lenne csak szüksége, de egy pumpa percenként 30 liter vizet juttat el a hűtőkhöz. "A megmaradó hőt hasznosítjuk, hiszen egyébként drágán kell megvásárolnunk. Ez a projekt egy fontos lépés az új számítógép-központok létrehozásának irányába" - közölte Bruno Michel, az IBM zürichi kutatólaboratóriumának munkatársa.

A tudósokat az emberi szervezet ösztönözte egy új típusú hűtési rendszer megalkotására. Az Aquasar egy három éves kutatóprogram eredménye, amelyben az ETH-n és az IBM-n kívül részt vettek még a Lausanne-i Műszaki Főiskola és a svájci CCEM központ szakértői is. A projektet támogatta az IBM svájci leányvállalata, valamint a konszern böblingeni kutató- és fejlesztőlaboratóriuma. Érdekesség, hogy az IBM mérnökei már 2005-ben sorozatgyártásban elkészíthető vízhűtést terveztek a számítógép-központok és a szervertermek számára.