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Eingang Gebäude des DFKI in Karlsruhe

Präzise Kühlung im Serverraum des DFKI

i-NEXT Serie - neue Maßstäbe für exakte Kühlung

Kaiserslautern

Punktgenaue Kühlung auf begrenzten Platzverhältnissen. Diese neuen, gestiegenen Anforderungen an die IT-Kühlung werden souverän mit der i-NEXT-Serie von RC IT Cooling erfüllt. Ein perfektes Beispiel hierfür ist der neue Superrechner im Serverraum des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI).

Dieser sorgt für deutlich höhere Wärmelasten auf kleinstem Raum, welcher durch die i-NEXT-Serie punktgenau und klimaschutzkonform klimatisiert wird. Die Maßgabe hierfür war ein ökologischer Umgang mit Energie – heutzutage wichtiger denn je. Aus diesem Grund wurde ein hochmodernes Konzept für die Kühlung des neuen DKI-Serverraums realisiert.

Der neue Superrechner steht in einem eigens dafür erbauten Serverraum im Tiefgeschoss der Hauptniederlassung des DFKI in Kaiserslautern. Das Kompetenzzentrum konzentriert seine Forschung auf Deep-Learning- und Machine-Learning-Algorithmen. Um diese einzigartige Infrastruktur von der Grundlagenforschung bis zum industriellen Wissenstransfer weiter auszubauen, erhält das DFKI als erste Institution in Europa einen NVIDIA DGX-2 Supercomputer. Dieser gilt als die derzeit leistungsfähigste Rechenmaschine der Welt für moderne KI-Verfahren.

KEY FACTS

  • Präzisions-IT-Kühlung für den neuen Superrechner im DFKI
  • Klimaschutzkonformes Konzept zur maximalen Kühlung auf kleinstem Raum
  • Neuer Maßstab für die IT-Kühlung durch die i-NEXT-Serie von RC IT Cooling

Aufbau und Umsetzung der Serverraum Klimatisierung

Technische Anforderungen

Die hohe Rechenleistung führt zu deutlich höheren Wärmelasten in dem verhältnismäßig kleinen Serverraum und damit zu gestiegenen Anforderungen an die IT-Kühlung des Forschungszentrums. Ohne Klimatisierung heizen sich die Geräte in Serverräumen auf und können schnell eine Temperatur von über 40 Grad erreichen. Die Hauptanforderung für die Kühlung eines Serverraums ist also, eine hohe Kälteleistung auf sehr kleinem Raum mit einem vergleichsweise geringen Energieeinsatz unterzubringen.

Die optimale Temperatur eines Serverraums liegt dabei zwischen 21° und 25 °C. Doch auch im Außenbereich müssen Anforderungen wie Lärmschutz berücksichtigt werden. Umliegende Anwohner sollen nicht durch Geräusche von Außengeräten gestört werden.

Serverraum des DFKI

Maximale Serverleistung, minimale Schallemission

Durch die Lärmschutzvorschriften sind enge Grenzen gesetzt, um die umliegenden Anwohner nicht durch Geräusche von im Freien stehenden Elementen zu stören.
Ein großer Vorteil der i-NEXT-Serie von RC IT Cooling ist die minimale Schallemission im nahen Wohnumfeld.

Erreicht wird diese wichtige Anforderung der Klimatisierung eines Serverraums durch die Platzierung der Klimaschränke mit EC-Ventilatoren, drehzahlgeregelten Verdichtern und Pumpenstation im Innenbereich. Zudem haben die Rückkühler im Außenbereich großzügig ausgelegte Wärmetauscherflächen und größer dimensionierte Ventilatoren als in den üblichen Standardausführungen von Rückkühlern.

Ventilatoren der i-NEXT-Serie im Außenbereich

Intelligentes Energiemanagement im Präzisionsklimaschrank

Um eine optimale und energieeffiziente Kühlung zu realisieren, ist die Klimatisierung des Serverraums nach dem Down-Flow-Prinzip gestaltet. Während die Luftansaugung von oben in den Klimaschrank erfolgt, findet der Luftauslass nach unten in einen Doppelboden statt. Durch Auslassöffnungen im Doppelboden, die sich an der Vorderseite der Racks befinden, wird eine optimale Luftverteilung im Rechenzentrum erreicht. Auf diese Weise wird auf der Luftansaugseite der Racks ein Kaltgang gebildet. Die Racks saugen die kalte Luft an und blasen auf der Rückseite die warme Luft in den sogenannten Warmgang, die dann wiederum von dem jeweils in Betrieb befindlichen Klimaschrank angesaugt und gekühlt wird.

Zur präzisen Regelung der Kaltluft im Serverraum wurde in diesem Projekt eine Kaltgangeinhausung gewählt. Durch den Warm- und Kaltgang sowie den angepassten Luftstrom kann eine konstante Temperatur gewährleistet werden. Die Arbeitsbedingungen werden stabiler und die Effizienz der gesamten Klimatisierung steigt.

Einen Großteil der Betriebszeit arbeitet der Präzisionsklimaschrank im Hybrid- oder vollständigen Freikühlbetrieb. Im Regelbetrieb erfolgt zunächst die Kühlung mit Wasser über die Freikühlfunktion. Übersteigen die Wärmelasten einen bestimmten Referenzpunkt, wird ein Verdichter zugeschaltet und kühlt die angesaugte Luft zusätzlich mittels eines Kältemittelkreislaufs. Steigen die Kälteanforderungen über einen weiteren Temperaturreferenzwert hinaus, schaltet sich der zweite Verdichter im Klimaschrank hinzu, um das vom Hersteller erforderte Temperaturniveau von 21 °C am neuen Superrechner sicherzustellen.

Drei Männer schauen in einen klimatisierten Serverschrank

Die i-NEXT-Serie von RC IT Cooling

Vorteile
Klimaschrank und dazugehöriger Trockenkühler

Präzise Kühlung und exakte Feuchtigkeitskontrolle

Im Gegensatz zu herkömmlichen Klimalösungen für moderne Rechenzentren, hat die i-NEXT-Serie von RC IT Cooling nennenswerte Vorteile. Denn sie bietet neben dem optimalen Verhältnis ihres Leistungsvermögens und der Standfläche auch die Komponente der Kosteneffizienz und Klimaschutzkonformität.

Die i-NEXT-Serie von RC IT Cooling verspricht die Klimatisierung von Technik- sowie Serverräumen und Rechenzentren – präzise und punktgenau. Zudem besteht die Möglichkeit der Datenübertragung an ein übergeordnetes Überwachungs- und Fernwartungssystem.

Zu de Lösungen für IT Cooling

Zusammenfassung

  • Präzisionsklimatisierung von Servern, Technikräumen und Rechenzentren: Das System der i-NEXT-Serie von RC IT Cooling verspricht eine punktgenaue Klimatisierung auf 21 °C.
  • Energiesparend und geräuschoptimiert: Minimale Schallemission – damit auch umliegende Anwohner durch Außengeräte nicht gestört werden. Zudem macht die Kühlung einen hohen Anteil des Energieverbrauchs aus. Doch auch hier wurde das Konzept mit Blick auf einen möglichst geringen Stromverbrauch umgesetzt.
  • Optimales Verhältnis von Leistung und Standfläche: Platzsparend – im Gegensatz zu „normalen“ Computern - und trotzdem hocheffizient. Die i-NEXT-Serie von RC IT Cooling bietet höchste Rechenleistung auf sehr kleinem Raum.
  • Datenübertragung an ein übergeordnetes Überwachungs- und Fernwartungssystem: Es besteht die Möglichkeit, alle Daten der i-NEXT-Serie an ein übergeordnetes Überwachungs- und Fernwartungssystem zu übertragen. Für noch mehr Sicherheit.

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