NREL攻堅超級計算機領域 控制能耗成首要議題

以下是文章主要內容：

據悉，NREL目前已選定惠普和英特爾為該項目的主要供應商，并主要負責提供可用于再生能源領域的計算機相關技術�；萜�、英特爾將同Petaflop級（千萬億次）性能的高級計算機共同專注于該領域的研發工作。

NREL對外透露，為了達到大幅降低計算機能耗的目的，傳統的機械“氣冷”方法已經無法繼續使用，因為這一方法本身就產生了相當巨大的能耗。傳統的機械“氣冷”方法主要依靠向處理器上方的卡槽位置打冷氣的方式對計算機零部件進行冷卻。

據NREL計算機科學部總監史蒂芬-哈蒙德（Stephen Hammond）透露，目前該機構主要的考慮方法是“水冷”，即利用水流對計算機零部件進行散熱處理。事實上，這一概念并不新鮮，因為人們早就知道水比空氣更容易幫助計算機散熱。而且，在早期的超級計算機時代，“水冷”也是被普遍采用的一種散熱方式。

超級計算機之父西摩-克雷(SeymourCray)在上世紀80年代所發明的Cray 2系統就采用了內置的“淋浴式水冷系統”，而克雷經常就此自嘲稱自己是一個拿著高薪的“水管工”。

據哈蒙德透露，NREL目前的想法是，將75華氏度的水注入計算機重要零部件的中間隔層進行冷卻，在冷卻完畢后，水溫約上升至95華氏度，然后這些水將被用于周邊實驗室和位于科羅拉多戈登市正在建設中教育機構的主要熱能來源。

毫無疑問，NREL的這一方法可以在無需使用空調的情況下降低諸如數據中心等研發重地的室內溫度，同時也不會產生利用“氣冷”方式對人體所產生的不適感。此外，由于“水冷”方法無需使用過多的排風扇，因此超級計算器所產生的噪音也得到了大幅降低。

在另一方面，NREL計劃為超級計算機在傳統的奔騰微處理器（Xeon）之外，為其加裝低能耗的英特爾最新Xeon Phi 處理器（之前代號為 Knights Corner）。英特爾的這款產品主要面向超級計算機發布，它采用了英特爾的 22nm 工藝、3D 電晶體技術，擁有超過 50 個核心。另外在性能提升 1 teraflop 的情況下把產品尺寸控制得非常出色，同時，這也是英特爾面對英偉達這樣的 GPU 廠商進軍超級計算機領域所做出的回應。

應該說，類似英特爾Xeon Phi 處理器這樣的芯片已是超級計算機領域的大勢所趨，但目前大多數公司仍然在朝著完全不同的方向前進。

在被問及有關Xeon Phi 處理器和其他處理器區別這一問題時，哈蒙德表示自己不愿意就此發表評論，但他仍然透露稱“能源節約型是超級計算機需要考慮的一個重要問題，而英特爾的芯片相對更容易調校”。

在能耗領域衡量數據的一個重要標準便是電能使用效率（Power Usage Effectiveness，簡稱“PUE”），該數據是數據中心消耗的所有能源與IT負載使用的能源之比。數據中心理想的PUE值是1.0，而根據2009年相關機構公布的數據顯示，全球數據中心目前的平均PUE值為1.91，遠遠超出業內標準。NREL表示，自己利用全新技術所建造的數據中心有望將這一數值控制在1.06以內，使其有望成為全球能耗最低的數據中心。

值得一提的是，除了“水冷”和“氣冷”外，其他超級計算機冷卻方式也屬于NREL的研究范疇之內。據英特爾能源架構高級工程師麥克-帕特森（Mike Patterson）透露，英特爾日前剛剛完成一項為期一年的實驗，該實驗利用來自“Green Revolution Cooling”礦油冷卻技術進行降溫，實驗后的PUE值僅為1.02-1.03之間。