仿真模拟帮助解决世界最快超级电脑的热能问题
日期：2008-01-13
CH2M 使用Flomerics公司的Flovent（CFD）软件处理IBM Roadrunner机器的热负载问题
CH2M HILL（西图公司）工程师使用了Flomerics公司的Flovent（CFD）软件模拟IBM Roadrunner机器的热负载。Roadrunner将被架设成为世界500强高性能电脑的前10位之一，并将安装在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室Nicholas Metropolis 中心。通过反复模拟，在散热设备初始费用和操作成本最低化的同时，CH2M 工程师已帮助能源部门在不断提高热负荷方面向前跨进了一步。CH2M 工程师Andy Solberg说：“通过计算处理气流和预计的热负载所需的确切的散热能力，确定优化设计，CFD软件节省了成本，提高了散热效率。”
IBM Roadrunner 将达到每秒千万亿次的稳定的运算速度，使用原为Sony Playstation 游戏平台设计的16,000 个宽频处理器，同时包含16,000个AMD Opteron处理核。Roadrunner 将主要用于仿真模拟，以保证美国国家核武器存储的安全性与可靠性。Roadrunner仅为能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室Nicholas Metropolis 中心高性能处理设备的一部分，该中心亦配备有其他高效计算处理设备。
拥有和处理该巨型计算处理设备的关键挑战之一就是应对热处理的问题。一个普通数据中心的电箱散热一般在2-6千瓦特，然而Metropolis 中心的电箱密集，散热高达20千瓦。七年前，洛斯阿拉莫斯国家实验室Nicholas Metropolis 中心与CH2M HILL公司首次签订协议，将履行热模拟作为安装Roadrunner计划或中心内进行其他大型项目的一部分。
Solberg说：“在CH2M HILL, 我们使用Flovent作为热模拟工具, 因为该软件的很多特点简化了模拟数据中心的工作负荷。而Flomerics公司更是提供了一批资深技术支持工程师，他们精于电子散热问题处理。”
2006年9月，为估算安装Roadrunner 一期与二期设备后的热流影响，CH2M HILL 对Metropolis 中心西侧建模。2007年，模型扩充为整个中心，包含Roadrunner三期设备和三个国家实验室的能量簇升级单元。升级单元是高性能的能量簇，在美国三家国家级姐妹实验室内运行，为各种研究所用。
CH2M 另一工程师Keith Kibbee总结：“模拟证明本数据中心现存的建筑设计能良好消化中心运行中产生的热负荷。同时表明，增设14台机房空调，数据中心就能处理好所有计划增设的设备所产生的热量。” 此外，工程团队利用Flovent测试出散热能力的最大化利用方案，从而避免任何施工误差。
CH2M HILL 工程师还提交了多种提高数据中心散热能力的方案，以备处理更大的热负载。 Solberg总结：“我们注意到，除了电箱本身，目前的设施在热过道与冷过道之间没有任何物理障碍物。理论上说，一些改变能将Metropolis中心的散热效率提高到100%，并在无添加任何散热设备的同时，允许中心热负载增加大约20%。此应用阐述了模拟软件通过有效优化散热资源如何为数据中心节省成本。”
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