SIMOPEK

Simulation und Optimierung des Energiekreislaufs von Rechenzentrums-Klimatisierungsnetzen unter Berücksichtigung von Supercomputer-Betriebsszenarien

Die Reduzierung des Energieverbrauches und die Wiederverwendung von Abwärme sind heute wichtige Themen bei der Konzeption und dem Betrieb von großen Rechenzentren. Das Hauptziel des vom BMBF geförderten Vorhabens SIMOPEK ist die ganzheitliche Betrachtung und Optimierung der Energieeffizienz von Höchstleistungsrechenzentren. 

Erstmalig sollen Methoden und Softwarekomponenten zur Modellierung und Simulation aller Energiekreisläufe eines Rechenzentrums entwickelt werden, die sowohl  ein hochdynamisches Lastverhalten der Verbraucher als auch neue technische Komponenten und Konzepte zur Wiederverwertung der erzeugten Abwärme berücksichtigen. 

Als konkreter Demonstrator wird im Projekt das Leibniz-Rechenzentrum, genauer die beiden Höchstleistungsrechner SuperMUC und CooLMUC betrachtet. Diese werden mit "High Temperature Liquid Cooling" (HTLC) betrieben. Der entsprechende Energiekreislauf wird im Detail untersucht und optimiert. Im Projekt wird so zum ersten Mal ein Rechenzentrum ganzheitlich betrachtet, nämlich als Einheit aus seiner Infrastruktur, externen Einflussfaktoren, Rechenzentrumszielen, Betriebsszenarien und Rechnerverhalten. Einsparungen in Höhe mehrerer Millionen Euro über Fünfjahreszeiträume (Rechnerlebenszeit) scheinen in der Praxis möglich.

Konzepte zur Übertragbarkeit von Projektergebnissen auf andere Rechenzentren (beispielsweise der Gauss-Allianz) werden im Projekt gemeinsam erarbeitet. Zudem ist geplant, Weiterentwicklungen von SIMOPEK auch für die Planung neuer Rechenzentren einzusetzen, wobei insbesondere eine Berücksichtigung von variablem Lastverhalten der Hochleistungsrechner, von verschiedenen Kühlungstechnologien sowie von innovativen Konzepten zur Abwärmenutzung ermöglicht werden soll. Eine Ausweitung auf weitere Anwendungen im Energiemanagement ist ebenfalls geplant. Für eine Reihe der im Projekt entwickelten Module soll der Quelltext öffentlich zugänglich gemacht werden.

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