國網中心副主任黃維誠(左二)

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國家高速網路與計算中心(國網中心)花了3年時間,耗資3億元,打造出超級電腦「御風者(Windrider)」,運算核心總數達到26,244個。這套由6百多臺伺服器組成的超級電腦,運算能力達到177TFlops,在2011年6月公布的全球500大超級電腦排行榜中位居第42名。

御風者設置在國網中心原有的臺中機房中,6百多臺伺服器以及高達1PB容量的儲存系統,安裝在6排機櫃中,占地約29坪,和國網中心臺中機房內的其他電腦系統共用同一個空間。

原本臺中機房內採用高架式地板設計,以及下吹式空調系統。御風者進駐以後,雖然御風者特別注重散熱設計,在全球500大綠能超級電腦排名中節能效率第25名,但是總用電量仍達到了800千瓦。

因此,國網中心也特別使用了不一樣的空調設計,採用雙迴路設計,包括下吹式空調以及水平式空調系統,以提供相互備援。另外也採用了冷通道封閉設計,來滿足超級電腦高密度機櫃的散熱需求。

為了建立冷通道封閉的效果,御風者6排機櫃,兩兩一組,進風的機櫃正面與正面相對,而出風的背面與背面相對。正面相對的走道是冷通道,機櫃走道兩端,使用半導體廠房常見的條狀PVC塑膠垂簾來形成冷通道,上方則使用壓克力板隔絕。

冷通道中的冷空氣來源有二,一是從地上高架地板的蜂巢板進入冷通道,另一個則是從機櫃間的水平式空調系統(InRow)提供。

但是,兩列面對面的機櫃中所安裝水平式空調系統則會錯開風口,讓水平式空調系統的出風口對著伺服器而非另一列機櫃的空調系統出風口。InRow設備使用的冷媒管線則從機櫃上方進入天花板連結到冰水主機。

考量後續維護時,人員進出的便利,御風者使用的冷通道沒有完全密閉,但為了避免冷空氣從條狀垂簾間外洩,國網中心還在垂簾側邊加裝魔鬼沾強化封閉效果。不過,考慮到失火時要讓消防氣體進入,除了上方吊掛塑膠垂簾的機構使用遇熱斷落設計,魔鬼沾只使用在冷通道下半部的垂簾,而垂簾下方也加裝鐵片增加墜落拉力。

機櫃兩兩相對的背面則形成熱通道,熱通道沒有封閉,但地板上也沒有設置蜂巢板,而是在天花板設置風機,將熱空氣抽離。另外,在熱通道上方也設置了溫度監控設備和冷媒外洩監控設備。

國網中心副主任黃維誠表示,採用冷通道封閉的作法,不需要冷卻整間機房,有助於減少耗電。國網中心比較臺中機房在建置御風者之前和之後所使用的用電量,計算出御風者的PUE(Power Usage Effectiveness)值可以達到1.72,也因此而獲得全球超級電腦節能排名25名的佳績。

 

御風者共有6排機櫃,機櫃兩兩相對,機櫃正面和正面搭配塑膠垂簾形成封閉的冷通道,而機櫃背面和背面則形成熱通道。

 

冷通道封閉的外部設計

 

冷通道封閉的內部設計

 


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