HPC ed efficienza energetica, l’innovazione firmata E4 Computer Engineering

Pubblicato il 16 giugno 2023

A ISC di Amburgo, l’azienda ha presentato un rivoluzionario sistema di raffreddamento che assicura maggiore efficienza ed efficacia dei sistemi HPC

Negli scorsi anni E4 Computer Engineering ha portato soluzioni innovative e prototipi tecnologicamente avanzati all’ISC. Anche quest’anno, E4 ha presentato in anteprima assoluta il prototipo di server Textarossa raffreddato a liquido, caratterizzato da un innovativo sistema di raffreddamento bifase che permette ai sistemi HPC di raggiungere nuovi livelli di prestazioni ed efficienza energetica, risolvendo un dilemma storico, quello della gestione termica.

La temperatura rappresenta un problema critico nei centri HPC che ospitano numerosi elementi di calcolo poiché – visto che una parte significativa dell’energia è dedicata al sistema di raffreddamento – ha un impatto diretto sull’affidabilità e sull’efficienza energetica del sistema L’approccio utilizzato nel progetto Textarossa combina un avanzato dispositivo di raffreddamento a due fasi con strategie di controllo termico a più livelli per affrontare efficacemente le sfide termiche sia a livello di sistema che di nodo. L’obiettivo del progetto europeo Textarossa è quello di contribuire agli obiettivi delineati nell’Agenda strategica di ricerca e innovazione EuroHPC e nell’Agenda strategica di ricerca ETP4HPC.

“Da sempre, E4 gioca un ruolo di assoluta eccellenza nel mondo HPC, con progetti di rilievo internazionale e collaborazioni di alto livello, con enti di ricerca e realtà aziendali”, spiega Cosimo Gianfreda, CEO di E4 Computer Engineering. “In Textarossa abbiamo messo a fattor comune le nostre competenze avanzate e le partnership tecnologiche che abbiamo stretto nel corso degli anni per realizzare un sistema che non ha uguali sul mercato, e che apre prospettive inedite al mondo della ricerca e dell’industria grazie alla sua capacità di massimizzare performance, affidabilità ed efficienza dei processi.”

HPC, opportunità e problematiche

Il calcolo ad alte prestazioni (HPC) svolge un ruolo fondamentale per i Paesi e le grandi imprese, supportando diverse applicazioni in settori quali la finanza, le previsioni meteorologiche, la ricerca nel settore delle fonti energetiche e molti altri. Inoltre, settori emergenti quali sicurezza, sorveglianza, bioinformatica e medicina si affidano sempre più all’’HPC, in particolare nelle aree dell’High-Performance Data Analytics (HPDA) e dell’High-Performance Computing for Artificial Intelligence (HPC-AI).

Per soddisfare le esigenze dei centri HPC su larga scala, il raggiungimento di un’elevata efficienza, pur rimanendo entro i limiti di potenza ed energia, rappresenta una sfida significativa. I ricercatori devono prendere in considerazione diversi fattori nell’ambito dello stack hardware/software dell’’HPC, tra cui l’uso di acceleratori hardware specializzati e altamente efficienti, una gestione efficace delle risorse software e sistemi di raffreddamento avanzati per ottenere prestazioni ottimali.

Il progetto Textarossa affronta queste sfide dando priorità al controllo termico, all’efficienza energetica, alle prestazioni e alla perfetta integrazione di nuovi acceleratori basati su principi di riconfigurabilità. Lo sviluppo di un nuovo sistema di raffreddamento a due fasi mira a fornire una soluzione efficiente ed economica per soddisfare i requisiti della generazione attuale e preparare le appropriate tecnologie per la prossima generazione di infrastrutture HPC. Secondo Dell’Oro Group, l’utilizzo del raffreddamento a liquido nella gestione termica dei data center rappresenta un’opportunità di crescita particolarmente significativa nell’evoluzione dell’infrastruttura fisica dei data center, prevista in forte crescita – fino a 32 miliardi di dollari entro la fine del 2026.

Il server Textarossa e il suo sistema di raffreddamento
La soluzione delineata da E4 Computer Engineering utilizza il sistema Ampere Mt.Collins 2U con il processore Ampere Altra Max, che offre prestazioni eccezionali mantenendo un’impressionante efficienza energetica per core. Questo sistema offre diversi vantaggi, tra cui:

Utilizzo dell’architettura ARM, che si allinea agli obiettivi di compatibilità del progetto EPI.
Ampio spazio fisico disponibile per l’integrazione del sistema di raffreddamento.
Supporto per un numero significativo di slot PCIe, che consente di aggiungere schede FPGA o altre schede di espansione, se necessario.
Compatibilità ottimale tra il punto di progettazione del sistema di raffreddamento e i requisiti di dissipazione del calore.

In termini di connettività, questa piattaforma versatile vanta 160 corsie PCIe Gen4, che consentono connettività I/O flessibile attraverso gli slot PCIe, oltre a 16 corsie PCIe Gen4 aggiuntive per la rete OCP 3.0. Il sistema Mt.Collins supporta fino a trentadue DIMM DDR4 3200 MT/s, con una capacità massima di memoria di 8 TB.

La partecipazione di successo a ISC High Performance 2023

Il prototipo di server Textarossa raffreddato a liquido è stato presentato nel corso di ISC High Performance 2023, evento dedicato al mondo HPC tenutosi ad Amburgo dal 21 al 25 maggio scorso, al quale E4 ha partecipato sia in qualità di espositore sia presentando a numerosi panel e workshop.

L’evento è stato anche l’occasione per un generale aggiornamento sulle soluzioni innovative sviluppate dall’azienda in ambito High Performance Computing (Medooza), High Performance Container Solution (Kaptain), GPU Artificial Intelligence Appliance (GAIA), Cloud-Native Data Science (Urania), virtualizzazione (Stones) e High Performance Cloud (Fluctus).

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