莱布尼茨超算中心建筑外景
若您是位球迷，对拜仁慕尼黑足球队肯定耳熟能详，而距离其“根据地”安联球场驾车约10分钟的距离，2019年全球TOP500超算榜单中排名第九的莱布尼茨超算中心就位于此。做一个形象的类比，莱布尼茨超算中心在超算领域于德国而言，不输拜仁球队之于德国足球的地位。
莱布尼茨超算中心目前位居欧洲超算第一位，由德国巴伐利亚州政府支持，面向科研机构和非盈利组织等。
在海量数据源源不断产生的背景下，如何利用和处理数据成为世界性课题，超算中心因为拥有超强计算力，能够处理一般计算机解决不了的难题，吸引了越来越多的关注目光。但超强计算力的背后，是“吃电怪兽”的影子，能耗问题是超算中心绿色发展的关键。
9月11日，莱布尼茨超算中心战略性发展和合作业务主管Laura Schulz向包括《每日经济新闻》在内的媒体介绍，该超算中心使用的是温水水冷技术，相较于普通的风冷技术节能不少，目前正寻求突破将多余的热量直接转换为制冷的能源，从而进一步降低能耗。
用洗澡水的温度为处理器降温
通过一条需要通行证的狭长通道，再推开又一道需要身份信息的门，莱布尼茨超算中心的入口就展现在面前了，Laura将门后的整个超算系统称为“超算魔方”。
最初，“超算魔方”仅有一个，在扩建后成为“双子魔方”。为了给建筑背后的水獭留一个完整的巢穴，后建的魔方比之前的在长度上要短一米。“科学上失去一米，环境中获得一米。”进门前，Laura向来访的记者讲述了这个小故事，表达莱布尼茨超算中心对于环境的态度。
据介绍，“超算魔方”共有五层，第五层是水冷系统，第四层是超算，第三层是集群小机器，第二层是水处理系统，第一层则是电力系统。莱布尼茨超算中心采用的是超级计算机SuperMUC-NG，每秒峰值性能可完成26.9千万亿次浮点运算（即每秒完成近3×1016次运算），拥有719TB（万亿字节）主存储器、50PB（千万亿字节）外部数据存储器和一套高速互联装置，可为物理、化学、生命科学、地理、气候研究、工程等领域的研究人员提供服务。
“从1995年开始，建模和模拟开始成为许多国家的重点发展领域。因此，对超算的需求开始稳步上升。现在，在2020年即将来临之际，我们即将进入ExaFlop时代。ExaFlop就是每秒一百京（即1018）次的浮点运算。”Laura表示。
据Laura介绍，全球算力的增长相对比较平缓，但数据的增长速率远超算力增长速率，超算对数据进行分析，可找到数据之间的模式或者逻辑。预计到2025年，数据量将会达到175ZB（十万亿亿字节）。“如果能够通过超算去发现这些海量的数据当中的一些逻辑、规则，并且对其加以使用的话，这对于人类来说就是开启了新世界的大门。”Laura称。
但系统越大，消耗的能源就越多，更好的能效比成为全球范围内的追求。“由于采用了新型温水冷却系统，SuperMUC-NG是全球最节能的超级计算机之一。”Laura表示，在研发每一代设备时，他们会先用测试设备进行测试，尝试将更多的设备部件用水冷技术降温，之后再推广到更大的系统里。
莱布尼茨超算中心的水冷系统运行模式是：温水从铜管中流过，将处理器的热量带走，进入水处理系统，最后到达屋顶，屋顶有类似于瀑布的排水设计，水会像瀑布一样流下来，之后从入口又重新流进来，由此形成一个封闭的系统。
“我们的水冷系统进入到处理器区域的时候是洗澡水的温度，离开的时候，就变成了很热的洗澡水的温度。”Laura表示，目前温水水冷系统入口温度最高为50ºC。
“50度是散热效果最佳的温度，在此温度下，热量向外传导的速度最高。”水冷技术支持方、联想集团德国数据中心展示与创新中心解释了温度选择的原理。
相较于传统的风冷技术，即单一通过空调或风扇制冷，水冷技术虽然建设成本高，但使用成本相对低。莱布尼茨超算中心方面介绍，根据最新的数据，目前采用的水冷技术相较于风冷技术节能30%，每年可节省140万欧元。
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