03.05.2022

Förderung für grünes Rechenzentrum

Green IT Cube wird als energieeffizientes Rechenzentrum für GSI und FAIR ausgebaut.

Das gemein­schaftliche Höchst­leistungs­rechenzentrum Green IT Cube des GSI Helmholtz­zentrums für Schwerionen­forschung und der Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) in Darmstadt wird zu einem Forschungs- und Transferzentrum mit dem Themen­schwerpunkt „Wasserkühlung von Großrechner­systemen“ ausgebaut. Zu diesem Zweck erhält GSI eine Projekt­fördersumme von 5,5 Millionen Euro aus dem REACT-EU-Programm.

Abb.: Rechnerschränke im Inneren des Green IT Cube. (J. Hosan, GSI / FAIR)
Abb.: Rechnerschränke im Inneren des Green IT Cube. (J. Hosan, GSI / FAIR)

GSI und FAIR haben mit dem Green IT Cube ein sehr energie­effizientes und nachhaltiges Rechenzentrum, dessen Technologie auf der Kaltwasser­kühlung der Computerschränke und der Weiter­verwendung der abgeführten Wärme basiert. Dadurch entspricht der Energieaufwand für die Kühlung weniger als sieben Prozent der für das Rechnen aufgewendeten elektrischen Leistung, anstatt dreißig bis zu hundert Prozent, wie es in herkömmlichen Rechenzentren mit Luftkühlung der Fall ist. Ursprünglich als umwelt­freundliche Lösung zur Beherbergung der Rechen­kapazität für den sich im Aufbau befindenden FAIR-Beschleuniger geplant, hat sich in der Zwischenzeit erhebliches Interesse aus ganz unterschiedlichen Bereichen der Forschung und Industrie gezeigt. „Die Förderung wird es uns ermöglichen, Forschungs- und Entwicklungs­projekte zu nachhaltigerem Betrieb von Rechenzentren, auch gemeinsam mit Industrie­partnern, durchzuführen und dabei Synergien zu nutzen“, sagt Paolo Giubellino, der wissen­schaftliche Geschäftsführer von FAIR und GSI. 

Bis zum Ende des Jahres werden zwei zur Verfügung stehende Etagen des Green IT Cube mit der nötigen Strom- und Wasserkühlungs­versorgung ausgestattet, sowie eine dieser Etagen mit insgesamt 128 Racks bestückt. Interessierte Partner, wie beispiels­weise hessian.AI (über die Technische Universität Darmstadt), können ihre Rechnersysteme im Anschluss in die Racks einsetzen und sie auf dem GSI/FAIR-Campus betreiben. Eine vergleich­bare Vereinbarung besteht bereits mit der Hochschule Darmstadt, die mehrere der bestehenden Racks nutzt. Mit weiteren Interessenten wurden bereits Verhandlungen aufgenommen. Um in die Kommunikation mit den interes­sierten Partnern zu treten, wurde durch die Stabsstelle Technologie­transfer von GSI und FAIR das Digital Open Lab als Umgebung für die Entwicklung, Erprobung und das Upscaling von energieeffizienten Hochleistungs­rechnern bis zum Maßstab indus­trieller Demons­tratoren etabliert. Es bietet Partnern die Bereitstellung der Infrastruktur und die hauseigenen IT-Kompetenzen für gemeinsame Entwicklungs­projekte, Zugang zu den GSI/FAIR-High-Performance-Rechner­systemen sowie Rackspace für eigene Systeme an und stellt ein Reallabor zur Verfügung, das zukünftigen Forschungs- und Entwicklungs­projekten und der Bereitstellung für Drittmittel­projekte gewidmet ist.

Die Förderung des Green IT Cube kann dazu beitragen, Zukunfts­technologien zu stärken und die Infrastruktur für eine Steigerung des Innovations­potentials bereit­zustellen. Die Förderung ermöglicht auch die Beschaffung und Erprobung neuartiger, noch wenig etablierter Systeme, die einen besonders nachhaltigen Rechenzentrums­betrieb mit geringem Energie­verbrauch ermöglichen könnten. Die Forschung und Entwicklung an solchen Systemen soll einen Beitrag zu effizienten und energie­sparenden Rechenclustern in der Zukunft leisten. Ursprünglich nutzen Wissen­schaftlerinnen und Wissenschaftler den Green IT Cube, um Simulationen durchzuführen und Detektoren für FAIR zu entwickeln. Außerdem werten sie Messdaten von Experimenten an den Beschleuniger­anlagen von GSI und in Zukunft von FAIR aus, mit denen sie grundlegende Erkennt­nisse über den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums gewinnen.

Das effektive Kühlverfahren ermöglicht es, die Rechner im Green IT Cube platzsparend unter­zubringen. Zurzeit sind zwei von sechs Stockwerken mit einer maximalen Kühlleistung von vier Megawatt ausgebaut. Im Endausbau wird der Green IT Cube eine Kühlleistung von zwölf Megawatt erreichen können. Durch die gleich­zeitige Energie- und Platzersparnis ist er sehr kosten­effizient. Mit der Server-Abwärme des Green IT Cubes wird darüber hinaus auf dem GSI-Campus bereits heute ein modernes Büro- und Kantinengebäude beheizt. Das leistungs­starke Konzept konnte schon mehrfach Preise für Innovation und Umwelt­freundlichkeit gewinnen, unter anderem wurde es mit dem Umweltzeichen der Bundes­regierung, dem Blauen Engel, ausgezeichnet. 

GSI / JOL

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