Con Neptune, Lenovo crea uno “spartiacque” nel mare dei Data Center

In occasione dell’International Supercomputing Conference (ISC) in programma dal 24 al 28 giugno a Francoforte, Lenovo ha annunciato Neptune, l’approccio olistico dell’azienda al raffreddamento a liquido dei Data Center

Le tecnologie Neptune fanno parte dell’impegno di Lenovo nell’affrontare le grandi sfide dell’umanità attraverso l’innovazione tecnologica. Queste specifiche tecnologie consentiranno ai Data Center di migliorare la propria efficienza fino al +50%, senza compromettere le prestazioni e senza ridurne la densità. In quanto dio del mare e dei cavalli che trainano il suo carro marino, Nettuno rappresenta perfettamente l’impegno inarrestabile di Lenovo nel creare sistemi potenti ed efficienti in vista della prossima tecnologia di supercomputing Exascale.

Nella mitologia romana, inoltre, Nettuno usava il suo tridente per domare i mari. In questo caso, il Lenovo con Neptune ha sviluppato un “tridente” di tecnologie di raffreddamento a liquidi: il raffreddamento ad acqua non refrigerata DTN (Direct-to-Node), lo scambiatore di calore “rear door” (porta posteriore) RDHX e le soluzioni ibride TTM (Thermal Transfer Module), che combinano il raffreddamento ad aria con quello ad acqua. Queste soluzioni hardware avanzate sono sostenute dal software EAR (Energy Aware Runtime) di Lenovo che ottimizza i sistemi per efficienza energetica e prestazioni a partire dai singoli componenti fino allo chassis. I sistemi Lenovo con tecnologie Neptune hanno prestazioni superiori pur utilizzando l’energia elettrica in maniera più efficiente, riducendo così anche i costi operativi. Neptune non si può definire come hardware o software, ma piuttosto un approccio all’uso del raffreddamento ad aria o a liquido per estrarre calore dai sistemi, liberandone il potenziale di prestazioni.

Neptune: il tridente delle prestazioni

Gli ingegneri termotecnici di Lenovo sviluppano sistemi di raffreddamento a liquido DTN dal 2012 quando – allora sotto il marchio IBM System x – fu installato il primo cluster x86 raffreddato ad acqua presso il Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) di Monaco di Baviera. Questa rivoluzionaria installazione consentì al LRZ di ridurre i consumi di energia elettrica fino al -40%. Oggi Lenovo ThinkSystem SD650 utilizza acqua non refrigerate (a 50°C) per raffreddare ad acqua le CPU, i PCIe e i regolatori di tensione. Poiché i server ThinkSystem SD650 sono privi di ventilatori e non richiedono refrigeratori, operano a temperature inferiori rispetto ai sistemi standard raffreddati ad aria grazie alla migliore conducibilità termica dell’acqua rispetto all’aria. In questo modo i clienti possono utilizzare i processori Intel Xeon Scalable fino a 240W – mentre i sistemi tradizionali raffreddati ad aria sono limitati a 165W – ottenendo migliori prestazioni e contemporaneamente una riduzione dei consumi energetici del -30-40%.

Uno scambiatore RDHX è sostanzialmente un grande radiatore, analogo a quello montato su un’automobile, collegato alla porta posteriore del rack, che assorbe il calore scaricato dal sistema standard di raffreddamento ad aria. Questo processo riduce la quantità di aria calda scaricata nel “corridoio caldo” (hot aisle) e consente di ridurre i costi di climatizzazione dell’ambiente in cui sono installati i server, migliorando inoltre leggermente le prestazioni del sistema.

L’ultima punta del tridente è il raffreddamento ibrido, che in un prossimo futuro riunirà il raffreddamento a liquido e ad aria nello stesso sistema. Operando in combinazione con il software EAR, in grado di parzializzare dinamicamente la CPU e la memoria secondo necessità, le tecnologie Neptune di Lenovo sono abbastanza flessibili da ottimizzare i carichi di lavoro in funzione dei consumi energetici oppure delle prestazioni. Attualmente, 87 dei supercomputer ad alta efficienza energetica della lista “Green 500” sono sistemi Lenovo.

Utilizzo oggi e domani

Per capire in che modo Neptune aiuta i clienti, è necessario utilizzare nuove metriche di riferimento. L’efficienza di utilizzo energetico (PUE – Power Usage Efficiency) è una misura fondamentale di quanta energia è utilizzata nel Data Center per altre funzioni che non siano il calcolo (energia totale dell’installazione/energia IT totale), e il valore ideale è 1,0. Tipicamente, un sistema raffreddato ad aria ha una PUE tra 1,5 e 2,0 e una soluzione RDHX avrà una PUE di 1,2 – 1,4. Una soluzione DTN come quella di ThinkSystem SD650 ha una PUE inferiore a 1,1. L’obiettivo di Lenovo con le tecnologie Neptune è di fare in modo che presto la PUE diventi un parametro altrettanto importante dei gigahertz o dei teraflops, nella scelta di una piattaforma di server.

In effetti per i Data Center, dove il consumo energetico è diventato una voce di costo sempre maggiore, le tecnologie Neptune rappresentano anche un approccio alla riduzione dei costi. Analogamente, le infrastrutture Data Center che non erano state progettate per sostenere il crescente carico termico dei sistemi raffreddati ad aria possono guardare a Neptune per trovare una soluzione. Infine, i sistemi con processori che consumano 200W e più, stanno portando i responsabili delle installazioni di cluster HPC a prendere in considerazione il raffreddamento a liquido gestito con l’approccio Neptune per gestire la massima potenza di calcolo possibile.

Da dio del mare, Nettuno sarebbe orgoglioso del fatto che il suo omonimo tecnologico consente di ridurre l’impatto ambientale: dare priorità alla sostenibilità non è infatti un’azione isolata ma un impegno a lungo termine, e l’installazione delle tecnologie Neptune è per Lenovo un importante passo verso la riduzione dei consumi energetici nei Data Center.