I visitatori che arrivano al Texas Advanced Computing Center presso l’Università del Texas notano immediatamente i grandi pannelli solari che ricoprono il parcheggio. Questi pannelli alimentano Hikari, il primo supercomputer al mondo alimentato a energia solare, attualmente impegnato in applicazioni biologiche destinate a risolvere la crisi innescata dal virus Zika.
I supercomputer hanno le potenzialità per trasformare la scienza e l’innovazione, ma la quantità di energia che richiedono è stata sempre un fattore limitante nei confronti della loro espansione. Dal momento che i supercomputer tradizionali consumano enormi quantità di elettricità e producono moltissimo calore, occorre costruire grandi impianti di raffreddamento che ne assicurino il corretto funzionamento. Per superare questa sfida, il Texas Advanced Computing Center ha collaborato con la New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO), un’agenzia governativa giapponese, con NTT Facilities Inc. e con HPE per sviluppare Hikari.
Supercomputer ad efficienza energetica
“Dal momento che i pannelli solari sono collegati direttamente al computer, Hikari funziona fondamentalmente con energia gratuita nel modo più efficiente e sostenibile possibile”, ha dichiarato Nic Dube Chief Technologist for High-Performance Computing di Hewlett Packard Enterprise. “Guardando al cruscotto di Hikari si può vedere come le performance energetiche in real-time di questo sistema superino qualsiasi altra piattaforma sul pianeta”.
Hikari utilizza il sistema di raffreddamento ad acqua calda Apollo 8000 che elimina la necessità di unità CRAH (Computer Room Air Handler) e, avvalendosi di dry cooler anziché di refrigeratori, riduce significativamente la quantità di energia che sarebbe altrimenti necessaria per il raffreddamento. Il sistema Apollo 8000 è stato inoltre progettato per minimizzare l’infrastruttura datacenter di supporto facendo risparmiare non solo sulle spese operative, ma anche sui costi di capitale iniziali.
Dube afferma che la trasmissione dell’alta tensione in corrente continua dall’array fotovoltaico direttamente al computer è un elemento che ha davvero cambiato le regole del gioco. “L’energia prodotta dal sistema solare durante il giorno finisce direttamente nel computer. Di notte, quando l’array fotovoltaico non produce energia, il sistema Apollo passa a una griglia di distribuzione a corrente alternata, sfruttando così il meglio delle due tecnologie elettriche”, ha proseguito Dube.
Il data center del futuro
Con i data center che stanno rapidamente crescendo per rispettare le esigenze in termini di dati e di calcolo, i livelli di energia e densità richiesti per farli funzionare sono aumentati. Dal momento che si perde efficienza energetica ogni volta che la corrente viene convertita da alternata a continua, Dan Stanzione, executive director del Texas Advanced Computing Center, sottolinea come Hikari sia un esperimento su larga scala per far funzionare un data center di produzione interamente con corrente continua. Cuore del progetto è il server HPE 8000. Il supercomputer gira con circa 200.000 watt di corrente continua. Altri componenti di Hikari comprendono sistemi di batterie DC, condizionamento dell’aria DC, illuminazione DC, pannelli solari e alimentazione DC.
“Volevamo capire come incorporare l’alta tensione in corrente continua nei rack raffreddati ad acqua più efficienti del pianeta (gli Apollo 8000) e come integrare le energie rinnovabili. Il piano è quello di fornire prove concrete su scala di produzione per aiutare a migliorare i data center nei prossimi anni”, ha ricordato Stanzione.
Da quando il team Hikari ha avviato la fase di misurazione a fine agosto, oltre il 30% dell’energia totale consumata dal supercomputer è stata fornita da fonti rinnovabili. Durante alcuni momenti del giorno il sistema funziona al 100% attraverso energia rinnovabile. Il team sta ora lavorando alla misurazione dell’energia DC e alla quantità di energia risparmiata solamente per mezzo della distribuzione in alta tensione in corrente continua.
Una partnership per il futuro dei supercomputer
Stanzione ha aggiunto che Hewlett-Packard Enterprise è stato un partner chiave di questo progetto. Il Texas Advanced Computing Center ha scelto il server Apollo 8000 per il nucleo di Hikari dal momento che HPE era l’unico produttore in grado di fornire un cluster alimentato ad alta tensione in corrente continua con le dimensioni e le velocità richieste. “Stiamo chiedendo al settore di compiere un grande cambiamento passando dall’alimentazione AC a quella DC nei server. HPE si è messa al lavoro in maniera convinta per investigare ed esplorare tecnologie alternative”, ha concluso Stanzione. “HPE è stato un collaboratore fondamentale e un grande innovatore. Senza la sua collaborazione non avremmo mai potuto costruire uno dei supercomputer più verdi del mondo”.
