Computadores enfriados por agua/Water cooled computers

Detalle de la canalización que lleva el agua para refrigerar los procesadores/Detail of the pipeline that carries the water to cool the processors (IBM Research)

Cuanto más potentes son los supercomputadores, más se calientan. La mitad de su consumo se va en su refrigeración mediante aire y en salas a muy baja temperatura, lo que se traduce en carísimas facturas eléctricas. Sin embargo, IBM ha desarrollado una tecnología que enfría los equipos con agua llevada hasta su interior a través de microcanales, imitando la circulación de la sangre. Con esta técnica se refrigera SuperMUC (ver el video adjunto) el mayor superordenador europeo, ubicado en Leibniz (Alemania), que logra ahorros energéticos del 40%.
El gigante informático IBM comenzó a utilizar agua para refrigerar ordenadores allá por la década de los 60 del siglo pasado en sus sistemas 360, pero abandonó esta tecnología en 1995 debido a que requería arquitecturas complejas y a la llegada de procesadores más eficientes como los CMOS.
Sin embargo, la multinacional ha visto ahora la oportunidad de darle nueva vida a esta tecnología. Según Antonio Orbe, experto en sistemas de IBM España, “el clásico sistema de refrigeración por aire está llegando a su límite debido a los grandes consumos energéticos que genera, sobre todo cuando se habla de superordenadores y centros de datos, tan de moda ahora con la creciente tendencia a contratar servicios de computación en la nube."
Según Bruno Michel, investigador de IBM Research en Zúrich, “La razón de que IBM haya recurrido a una tecnología que tuvo su inicio en 1966 es que la ciencia no ha podido cambiar el hecho de que el agua sea 4.000 veces más eficiente en absorber el calor que el aire."
El sistema empleado en SuperMUC refrigera los equipos con agua que entra a 40 grados centígrados y llega hasta los procesadores y otros elementos como los módulos de memoria —donde más calor se genera—, a través de microcanales incorporados a dichos componentes. “Está inspirado en el sistema de circulación humana e imita la forma en la que la sangre y el oxigeno son distribuidos por el cuerpo”, dice Michel.
En este equipo, las tuberías de los servidores están unidas a la red principal de distribución de agua. El sistema completo es un circuito cerrado. El agua de refrigeración es calentada constantemente por los chips y vuelta a enfriar a medida que pasa a través de un intercambiador de calor pasivo. El calor sobrante se destina al sistema de calefacción del centro de investigación de Leibniz. Según Michel, el menor gasto energético logrado supone ahorros para el LRZ de un millón de euros anuales.

The more powerful supercomputers are, more heated become. Half of its consumption comes from air cooling and rooms at very low temperatures, resulting in very expensive electricity bills. However, IBM has developed a technology which cools the computers with water, carried inside through microchannels, mimicking the blood flow. This technique is used to cool SuperMUC (see the enclosed video), the largest European supercomputer located in Leibniz (Germany), resulting in a 40% energy saving.
IBM began using water to cool computers back in the 60s of 20th century in its 360 computer systems, but abandoned this technology in 1995 because it required complex architectures and also by the advent of the more efficient CMOS processors.
However, the multinational has now seen the opportunity to breathe new life into this technology. "The classic air-cooling system is reaching its limits due to the large energy consumption, especially when talking about supercomputers and data centers, so fashionable now with the growing trend to outsource computing in the cloud" says Antonio Orbe, IBM systems expert Spain.
According to Bruno Michel, researcher at IBM Research in Zurich, "The reason by IBM is using a technology that began in 1966, is that science has not been able to change the fact that water is 4,000 times more efficient than air to absorb heat."
The cooling system used in SuperMUC uses water entering at 40 degrees Celsius, that reaches the processors and other items such as memory modules, where more heat is generated, through microchannels incorporated into the components. "It is inspired by the human circulation system and mimics the way in which the blood and oxygen are distributed throughout the body," says Michel.
In this equipment, pipes of the servers are connected to the main water supply. The complete system is a closed circuit. The cooling water is heated constantly by the chips and cooling back as it passes through a passive heat exchanger. The waste heat goes to warming the Leibniz Research Center. According to Michel, the energy savings achieved for the LRZ supposes at least one million euros per year.

Tomado de/Taken from SINC