Решение RIKA SENSOR для мониторинга суперкомпьютерных центров

Для суперкомпьютерных центров по всему миру стабильная работа оборудования высокопроизводительных вычислений (HPC) зависит от критически важного элемента терморегулирования — охлаждающей жидкости. Эта специализированная жидкость циркулирует по серверным стойкам, охлаждающим пластинам и теплообменникам, отводя экстремально большое количество тепла от микросхем сверхвысокой плотности. От её надёжности напрямую зависит эффективность вычислений, срок службы оборудования и даже стабильность системы. Без целенаправленного мониторинга ухудшение характеристик охлаждающей жидкости, её загрязнение или снижение производительности могут привести к перегреву, коррозии компонентов или внезапным отключениям системы. Мы рассмотрим, как решения RIKA SENSOR для мониторинга охлаждающей жидкости обеспечивают безопасность работы суперкомпьютеров по всему миру, соответствуя глобальным техническим стандартам и отраслевым требованиям.

Основная команда по датчикам: ролевая, глобально соответствующая требованиям

В ведущих суперкомпьютерных центрах Северной Америки, Европы и Азии «основные хранители» производительности охлаждающей жидкости выполняют различные критически важные роли:

1. Датчик температуры жидкости: якорь термостабильности

Контроль температуры — неотъемлемая часть управления температурой высокопроизводительных вычислительных систем, поскольку температура охлаждающей жидкости напрямую влияет на эффективность теплоотвода. Жидкостный датчик температуры RIKA обеспечивает точную терморегуляцию:

• Функция ключа: Поддерживает температуру охлаждающей жидкости в оптимальном диапазоне 18–24 ℃ (идеально подходит для высокопроизводительных вычислительных систем). Температура выше этого порога снижает эффективность теплообмена, вынуждая чипы работать на пониженной мощности; температура ниже этого порога увеличивает энергопотребление и может привести к повреждению чувствительных компонентов из-за конденсации.
• Международные стандарты : ISO 7789 устанавливает требования к стабильности температуры охлаждающих жидкостей в центрах обработки данных, а стандарты Министерства энергетики США (DOE) для высокопроизводительных вычислений (HPC) устанавливают точность измерений ±0,1 ℃. Немецкий SuperMUC-NG, ведущий суперкомпьютерный центр, требует, чтобы отклонения температуры в реальном времени не превышали 0,2 ℃ для обеспечения бесперебойной работы.

2. Датчик проводимости (EC): Purity Gatekeeper

Чистота охлаждающей жидкости критически важна для предотвращения коротких замыканий и коррозии компонентов, вызванных нежелательной проводимостью. Электропроводящий датчик RIKA обеспечивает соблюдение строгих стандартов чистоты:

• Стандартные требования: Глобальные стандарты в области высокопроизводительных вычислений предписывают электропроводность охлаждающей жидкости ≤ 10 мкСм/см (микросименс на сантиметр). Для диэлектрических охлаждающих жидкостей, обычно используемых для охлаждения непосредственно на кристалле, стандарты более строгие (≤ 1 мкСм/см), чтобы исключить риск утечки тока.
• Экстренное реагирование: Загрязнение от примесей или проникновение влаги вызывает мгновенный скачок проводимости. Датчик мгновенно отправляет оповещения, позволяя инженерам заменить охлаждающую жидкость или активировать системы фильтрации, предотвращая необратимые повреждения высоковольтного оборудования.

3. Датчик pH: защита от коррозии

Стабильный уровень pH защищает металлические трубопроводы, охлаждающие пластины и разъемы суперкомпьютерного оборудования от коррозии. Датчик pH RIKA обеспечивает долгосрочную целостность материалов:

• Принцип работы: Быстро определяет концентрацию ионов водорода, поддерживая pH охлаждающей жидкости в диапазоне 6,5–8,5 (международный стандарт для промышленных охлаждающих жидкостей). Слишком кислая или щелочная охлаждающая жидкость ускоряет окисление металла, приводя к образованию частиц ржавчины, которые засоряют трубопроводы и затрудняют отвод тепла.
• Реальное воздействие : в японском суперкомпьютерном центре Fugaku данные о pH в режиме реального времени передаются по оптоволокну в центральную систему управления. Это позволяет автоматически корректировать химические составы, сокращая время простоя, связанное с коррозией, на 40% в год.

4. Датчик мутности: детектор загрязнения

Невидимые микроскопические частицы, такие как металлическая стружка, пыль или продукты разложения охлаждающей жидкости, могут поцарапать поверхности теплообмена и заблокировать микроканалы. Датчик мутности RIKA устраняет эти скрытые риски:

• Точность : измеряет мутность ≤ 1 NTU (нефелометрическая единица мутности), что соответствует стандартам ISO 7027 для жидкостей высокой чистоты.
• Практическое применение: На суперкомпьютере Summit в Ок-Риджской национальной лаборатории США датчики мутности установлены на критически важных соединениях трубопроводов. Обнаружение аномалий запускает полносистемный цикл фильтрации охлаждающей жидкости, обеспечивая беспрепятственный отвод тепла и продлевая срок службы оборудования на 25%.

5. Вспомогательные датчики: дополнительные линии обороны

• Датчик растворенного кислорода: Контролирует содержание растворенного кислорода ≤ 5 мг/л, предотвращая окисление охлаждающей жидкости и ржавчину в трубопроводах, что особенно важно для охлаждающих жидкостей на основе минерального масла, широко используемых в системах HPC.
• Многопараметрический датчик качества воды : RIKA RK500-09 объединяет функции измерения температуры, электропроводности, pH и мутности. Это упрощает установку и обеспечивает унифицированное управление данными для крупных суперкомпьютерных комплексов.

Как датчики охлаждения суперкомпьютерных помещений работают по всему миру

Эти датчики образуют интегрированную систему мониторинга охлаждающей жидкости на базе Интернета вещей, адаптированную к уникальным требованиям суперкомпьютеров с оптимизированным, автоматизированным рабочим процессом:

• Мониторинг в реальном времени : датчики погружаются в баки с охлаждающей жидкостью, трубопроводы или теплообменники и каждые 1–5 секунд собирают данные, включая температуру, проводимость, pH и мутность.
• Передача данных: Использует глобальные протоколы Интернета вещей (LoRa, NB-IoT) или 5G (например, мониторинг в режиме реального времени с поддержкой 5G в китайском суперкомпьютерном центре Тяньхэ-3) с задержкой всего 20 мс, гарантируя мгновенную передачу критически важных данных в системы управления.
• Автоматические оповещения: Отправляет инженерам уведомления по SMS, приложению или в диспетчерскую, если параметры превышают пороговые значения, например, температура > 24 ℃ или проводимость > 10 мкСм/см.
• Связанные действия : в сложных конфигурациях высокие температуры автоматически активируют резервные насосы охлаждения; аномальная мутность запускает циклы фильтрации. Это сводит к минимуму вмешательство человека и сокращает время простоя системы до 60%.

Региональные стандарты и практики: локальная адаптация, глобальное качество

Хотя основные потребности в мониторинге остаются неизменными, датчики охлаждающей жидкости RIKA адаптируются к региональным стандартам высокопроизводительных вычислений и эксплуатационным приоритетам:

Почему стоит выбирать сертифицированные NSF датчики для охлаждения суперкомпьютеров?

• Глобальное соответствие: Соответствует стандартам CE, ISO 7789, что обеспечивает беспроблемную интеграцию в международные суперкомпьютерные проекты и устраняет барьеры, связанные с соблюдением трансграничных требований.
• Экономическая эффективность: Разработанные компанией RIKA SENSOR, эти датчики по производительности не уступают таким лидерам отрасли, как Hach и Shimadzu, при этом их стоимость на 30–50 % ниже, что позволяет сократить долгосрочные эксплуатационные расходы суперкомпьютерных центров.

Заключение: Обеспечение стабильности суперкомпьютеров во всем мире

Датчики охлаждающей жидкости суперкомпьютерного зала RIKA являются основой управления температурой в высокопроизводительных вычислительных системах — от Summit в Ок-Ридже и Fugaku в Токио до SuperMUC-NG в Берлине и Tianjin Tianhe-3. Заменяя ручной отбор проб сбором данных в режиме реального времени, а реактивное обслуживание — упреждающими оповещениями, эти решения обеспечивают стабильную и соответствующую требованиям эффективность охлаждения, максимизируя вычислительную эффективность и продлевая срок службы оборудования.

Наши системы мониторинга охлаждающей жидкости сочетают в себе глобальное техническое соответствие с локальной адаптацией, отвечая самым высоким международным стандартам и одновременно удовлетворяя региональные потребности в высокопроизводительных вычислениях. Для операторов суперкомпьютеров, компаний, занимающихся проектированием центров обработки данных, и поставщиков ИТ-инфраструктуры, которым требуются надежные и экономичные решения для мониторинга.