Компания Kraftway на выставке «Модуль 2006»
30 мая в Москве открылась выставка «Модуль 2006», организованная Министерством обороны Российской Федерации и посвященная использованию информационных технологий в военной сфере. Выставка была закрытой, вход осуществлялся только по специальным приглашениям. Место проведения тоже весьма необычное — один из закрытых военных институтов. На выставке можно было увидеть немало интересной техники и оборудования. В рамках выставки компания Kraftway, отечественный производитель компьютерного и серверного оборудования, представила ряд инновационных разработок, демонстрирующих оригинальный подход инженеров компании к решению актуальных задач, стоящих перед заказчиками мощных вычислительных комплексов.
омпания Kraftway представила на выставке новую кластерную систему на основе двухпроцессорных серверов Kraftway G-Scale I ET20, оснащенных двухъядерными процессорами Itanium 2 (ядро Montecito). Всего в системе используется восемь двухъядерных процессоров, а каждый сервер оснащен 4 Гбайт оперативной памяти. Для обмена данных служит скоростной интерфейс Quadrics (более 1 Гбайт/с для каждой линии) с низкими задержками. Данная кластерная система ориентирована на выполнение ресурсоемких задач, например на моделирование военных действий. Сегодня симуляторы, с помощью которых ведется расчет боевых действий между нашими военными силами и предполагаемым противником, оперируют примерно 1 млн. боевых единиц, в том числе пехотными и танковыми подразделениями, наземной артиллерией, самоходными установками, кораблями и самолетами. Переход на мощные кластерные системы, подобные линейке G-Scale от Kraftway, позволит военным осуществлять моделирование ситуаций, в которых задействовано гораздо большее количество личного состава и вооружений, чем прежде.
Кластерная система
на основе двухпроцессорных серверов
Kraftway G-Scale I ET20
Ведущее место в линейке продуктов Kraftway занимают серверы предприятия, разработанные для использования в качестве центров обработки данных. На выставке компания представила четырехпроцессорный сервер Kraftway Express 400, оснащенный двухъядерными процессорами Intel Xeon MP 3,3 ГГц (кэш L2 8 Мбайт) с 32 Гбайт памяти DDR2-400. Сервер предназначен для максимально надежного и бесперебойного обслуживания ресурсоемких сервисов, критически важных приложений, баз данных; такое оборудование применяется и в катастрофоустойчивых кластерных системах. Kraftway Express 400 является прекрасной основой для развертывания терминального решения. Все критически важные компоненты в сервере продублированы: платы памяти, жесткие диски, блоки питания, вентиляторы охлаждения и платы Hot-Plug PCI позволяют осуществлять замену, не прерывая функционирование системы.
К серверу была подключена терминальная система Kraftway Credo VV20 на основе платформы VIA Eden. Терминальные решения сегодня приобретают все большую популярность, что связано с низкой стоимостью обслуживания и широкими возможностями по управлению и контролю за деятельностью сотрудников. Демонстрацию терминальной системы на этой выставке нельзя назвать случайным явлением, поскольку лишь с помощью терминальной модели вычислений можно гарантировать максимальную информационную безопасность в военных и режимных организациях, включая полный контроль за пользователями.
Кроме того, инженеры Kraftway показали на выставке работу программного комплекса Kraftway Systems Manager (KSM), который позволяет предсказывать сбои аппаратных компонентов серверов, процессоров и модулей оперативной памяти, а также контролировать аппаратную конфигурацию. Анализ и предсказание сбоев производятся по требованию пользователя, мониторинг аппаратной конфигурации проводится регулярно в автоматическом режиме. В случае изменения конфигурации автоматически генерируется событие, вызывающее оповещение администратора системы.
Замкнутый контур охлаждения
кластерной стойки
Центральное место в экспозиции компании Kraftway занимала ее новейшая разработка — замкнутая система охлаждения для серверных стоек. Представьте себе кластер, обладающий производительностью в половину терафлопа и размещающийся прямо в кабине командно-штабной машины, — такое оборудование может использоваться для выполнения ресурсоемких военных задач прямо на поле боя, например для прогноза погодных условий, расчета скорости передвижения подразделений с учетом рельефа местности, моделирования военных действий и т.п. Однако кластерную стойку с подобной производительностью довольно трудно разместить в небольшом замкнутом пространстве, тем более что рядом с ней будут находиться люди, а шум от вентиляторов сделает работу в таком помещении практически невозможной, поскольку одной из наиболее острых проблем на данный момент является выделение большого количества тепла при работе высокопроизводительных кластерных систем. Инженеры компании Kraftway имеют в своем арсенале решение, позволяющее найти выход из подобной ситуации, — это система охлаждения на основе фазового перехода, которая очень эффективно и совершенно бесшумно отводит тепло от серверов на внешний теплообменник.
Охлаждаемый сервер: на фотографии видна тепловая трубка, отводящая тепло от двух процессоров и северного моста к колонне охлаждения
Системы охлаждения серверных ферм на основе фазового перехода, разработанные Kraftway, по своим характеристикам и техническим решениям не имеют аналогов в мире. В штатном режиме работы такие системы позволяют отводить от каждого процессора более 200 Вт тепла, а от стойки — до 20 кВт, что открывает новые перспективы для создания высокопроизводительных кластерных систем. В настоящее время с учетом различных моделей использования разработаны две модификации систем охлаждения Kraftway — для ферм, содержащих до 48 серверов конструктива 1 U, и для ферм, содержащих до 24 серверов конструктива 1 U. Системы могут применяться для создания высоконадежных мобильных центров обработки данных, для высокопроизводительных комплексов, способных функционировать в тяжелых климатических условиях, и т.д.
Принцип действия системы охлаждения на основе фазового перехода довольно прост и напоминает систему жидкостного охлаждения. В состав системы охлаждения входят нагнетающая помпа, теплообменник, тепловые трубки для циркуляции теплоносителя. Помпа нагнетает по тепловой трубе теплоноситель в теплообменник, где он отдает тепло в окружающее пространство и охлаждается. Далее холодный теплоноситель поступает по системе тепловых трубок к радиаторам процессоров, где нагревается и испаряется, отводя тепло от процессоров. Затем в тепловой колонне пар конденсируется и под действием силы тяжести поступает в нагнетающую помпу, а цикл повторяется.
Температура самых холодных частей тепловой колонны составляет не менее 25 °С, что гарантирует отсутствие конденсата на поверхности системы охлаждения при любых температурных режимах работы фермы серверов. Мощность, отбираемая тепловыми трубками, составляет не менее 200 Вт при разнице в температур в зонах «конденсации — испарения» не более 12 °С. В тепловых трубках в качестве теплоносителя используется хладон R-422 с рабочим давлением 15 атм, а сама тепловая трубка имеет длину 65 см и выполнена из нержавеющей стали. При использовании системы охлаждения на основе фазового перехода для тепловой нагрузки в 130 Вт (максимальная тепловая мощность существующих процессоров) температура процессора составляет не более чем 35 °С.
На выставке колонна охлаждала не только сервер, но и… пиво
Системы охлаждения Kraftway на основе фазового перехода позволяют создавать решения, обладающие уникальными характеристиками, а именно:
- возможность применения в агрессивных средах (сильное загрязнение воздуха, наличие химически активных взвесей и т.д.), в том числе в производственных, промышленных помещениях и ремонтных зонах;
- стойкость к тяжелым климатическим условиям (повышенная температура воздуха, влажность и т.д.);
- минимальный уровень акустического шума и вибраций, производимых комплексом;
- отсутствие необходимости внесения конструктивных изменений в серверные шасси за счет применения стандартных компонентов.
Специалистами компании Kraftway разработан и вариант тепловой колонны на основе термосифона без использования нагнетающей помпы. Этот вариант предназначен для кластеров среднего и малого размеров — до 24 серверов конструктива 1 U, установленных в кластерную стойку. Конструктивно данное устройство представляет собой тепловую колонну, полностью заполненную жидким хладагентом, а в ее верхней части расположен теплообменник с установленным в нем реактивным соплом. Теплообменник соединен с нижней частью тепловой колонны посредством отводящей трубы, через которую жидкий хладагент возвращается в тепловую колонну. Принцип действия данного устройства основан на испарении хладагента со стенок тепловой трубы в результате кипения. Такое построение тепловой колонны позволяет отводить из кластера до 20 кВт тепловой мощности при высоте колонны до 1200 мм и при разности температур не более одного градуса по всей высоте тепловой колонны и во всем диапазоне тепловых нагрузок.
