Ciepło odpadowe to jedno z bardziej nieoczywistych źródeł energii. Pochodzi ono m.in. z urządzeń, które wydzielają energię cieplną mimowolnie. Takim urządzeniem jest Helios z Akademickiego Centrum Komputerowego Cyfronet AGH w Krakowie. To superkomputer, który znalazł się na podium listy Green500, najbardziej efektywnych energetycznie tego typu jednostek na świecie.
Helios to urządzenie zajmujące kilka metrów kwadratowych powierzchni. Dzięki swojej (teoretycznej) mocy obliczeniowej 35 PFlops pozwala w kilka godzin wykonywać operacje, które normalnemu komputerowi zajęłyby kilka lat. System, złożony z trzech partycji obliczeniowych (CPU, GPU i INT), został zaprojektowany przez specjalistów z ACK Cyfronet. Jego montażem zajęła się amerykańska firma Hewlett-Packard Enterprise.
Zużycie energii w superkomputerach
Biorąc pod uwagę, że nawet standardowe jednostki PC potrafią pobierać spore ilości energii elektrycznej, a także emitować ciepło, nie powinno dziwić, że w przypadku Heliosa wartości te rosną kilkudziesięciokrotnie. Najszybsze superkomputery zużywają nawet 30 MW, co wiąże się z dużymi kosztami prądu dla ich właścicieli.
Dzięki staraniom ACK Cyfronet, Helios osiąga jednak bardzo niski współczynnik zużycia energii, czyli PUE (ang. Power Usage Effectiveness). W wyniku tego uplasował się na trzecim miejscu listy Green500 – najbardziej efektywnych energetycznie superkomputerów. W testach jego nowy procesor graficzny wykazał zużycie energii na poziomie 66.95 GFlops / Watt (przy mocy 317 kW). Jak rozumieć te wartości? Im więcej GigaFlopsów, czyli miliardów operacji na sekundę może wykonać, na każdy zużyty wat energii, tym lepiej.
Wynik Heliosa jest niewiele niższy od lidera zestawienia, czyli znajdującego się w Niemczech superkomputera JEDI (72.733 Gflops / Watt przy mocy 67 kW). Niższe zużycie energii przyczynia się do oszczędności i zmniejszenia wpływu superkomputerów na środowisko.
Chłodzenie cieczą i odzysk ciepła
Jednostki obliczeniowe Heliosa – procesor centralny (CPU) i graficzny (GPU) – chłodzone są bezpośrednio cieczą (ang. DLC - Direct Liquid Cooling). Obniża to znacznie zużycie energii. Polski superkomputer posiada również instalację do odzysku części ciepła odpadowego, które może zostać wykorzystane do ogrzewania budynków. Podobna instalacja eksploatowana jest przy starszym i nieco mniejszym superkomputerze, Aresie, w Centrum Danych Cyfronetu na Podolu.
Helios to najszybsza jednostka w Polsce, a jego GPU – 55. na świecie
Platforma HPE Cray EX4000, na której oparto Heliosa, jest wykorzystywana w innych, najszybszych superkomputerach na świecie (Frontier) oraz w Europie (LUMI). Helios, wraz z AGH-owską Atheną i Aresem, znajduje się natomiast na prowadzonej od 1993 roku liście 500 superkomputerów o najwyższej mocy obliczeniowej na świecie. Partycja GPU Heliosa jest obecnie najszybszym superkomputerem w Polsce, plasując się na 55. miejscu listy Top500. Ma ona służyć badaniom i aplikacjom opartym na sztucznej inteligencji.
Helios pozostaje dostępny dla podmiotów naukowych, gospodarczych i administracyjnych. AGH-owski superkomputer powstał w ramach projektu realizowanego w obrębie Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój.
Źródła i zdjęcie:
