Computación pasada por agua

La eficiencia energética es uno los mayores retos a los que se enfrenta la nueva era de la computación, en la que el consumo energético y el almacenamiento siguen creciendo exponencialmente. La refrigeración por agua es altamente eficiente.

Los ordenadores se calientan. Mucho. Los ordenadores portátiles se designaban laptop, para poner sobre las piernas. Nadie hace eso. Queman. ¿Y los supercomputadores?

La computación ha avanzado hacia miniaturización de los componentes. Esto aumenta la velocidad de cómputo y minimiza los errores pero tiene otros problemas. Uno de ellos es que nos acercamos a la frontera del átomo y dentro de poco no podremos mantener la ley de Moore y hacerlos cada vez más pequeños. El otro problema es que se calientan mucho y refrigerarlos es un reto.

La industria de las tecnologías de información es responsable del 2% de las emisiones totales de CO2. El equivalente a toda la industria de la aviación. Visitar un sitio web genera 20 miligramos de CO2 por segundo.

Y resulta que la mitad de todo el consumo energético de un centro de proceso de datos no es debido a la computación sino a la refrigeración.

Actualmente los superordenadores están en la escala de los petaflops. A este ritmo, cuando alcancemos la escala del exaflop, si mantenemos la actual tecnología, un superordenador consumirá 300 megavatios y requerirá una planta eléctrica para él solo.

El clásico sistema de refrigeración por aire está llegando a su límite debido a los grandes consumos energéticos que genera, sobre todo cuando se habla de superordenadores y centros de datos, tan de moda ahora con la creciente tendencia a contratar servicios de computación en la nube

IBM lleva décadas trabajando con la refrigeración por agua. Los primeros ordenadores usaban esta tecnología. Luego fue abandonándose, pero el actual coste energético ha hecho que se haya vuelto a popularizar. El motivo es sencillo: el agua es 4.000 veces más eficiente en absorber el calor que el aire.

Sistema de refrigeración

SuperMUC es el mayor superordenador europeo y está entre los 10 mayores del mundo. Situado en el Centro de Supercomputación de Leibniz, cerca de Munich, se utiliza para muchos proyectos europeos como el colosal Human Brain Project. Está compuesto por 155.656 núcleos de procesador en 9400 nodos y tiene 300 terabytes de RAM. Un auténtico gigante.

Una de las novedades de SuperMUC es que está refrigerado por agua. Más aún, por agua templada. Hasta la fecha, había que enfriar el agua hasta los 16 grados Celsius antes de llevarla al centro de proceso de datos. Esto suponía un elevado consumo energético. El agua salía a unos 20 grados, sin ninguna utilidad.

Llevar agua al corazón de los de los equipos puede resultar chocante, pero está demostrando ser tremendamente eficaz como sistema de refrigeración alternativo

SuperMUC recibe el agua a hasta temperaturas de 40 grados por lo que no hay que gastar nada en refrigerarla. Y el agua sale del ordenador hasta 70 grados. Este agua se utiliza para calentar el resto de las instalaciones. Es decir, el superordenador no solo no se refrigera convencionalmente sino que es la calefacción del edificio. Esto supone un ahorro del 40% de energía comparado con cualquier otro coloso de su tamaño. En dinero, el ahorro es de un millón de euros anuales.

Mantener el avance en computación requiere el trabajo en muchos frentes. Uno fundamental es la temperatura.

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