兩家公司之間密切的工程師對工程師的討論為解決方案的到來奠定了基礎(chǔ)。 “HPE Cray EX 系統(tǒng)的全新設(shè)計激發(fā)了 CPC 的新思維，”CPC 熱業(yè)務(wù)應(yīng)用開發(fā)經(jīng)理 Barry Nielsen 說。 “我們面臨的挑戰(zhàn)是要創(chuàng)建一個不存在的解決方案。我們將數(shù)十年的流體管理連接器專業(yè)知識應(yīng)用于這個令人興奮的新型可擴展計算平臺的液體冷卻方面�！�
HPE 的新型超級計算機在構(gòu)建時考慮了靈活性。 “我們希望建立一個可以改變計算架構(gòu)的環(huán)境——以 CPU 為中心的計算與基于 GPU 或加速器的計算。我們的客戶對兩者都感興趣，有些客戶喜歡混合使用這兩個平臺，”Steinke 說。 HPE Cray EX 框架允許用戶在這些不同的計算技術(shù)之間無縫移動。
HPE Cray EX 超級計算機中 1U 空間內(nèi)的密集液體冷卻
Steinke 還提供了系統(tǒng)如何擴展的說明。早期的 CPU 計算刀片約為 2,200 瓦，而今天的 GPU 刀片在 4,000 瓦范圍內(nèi)。未來的刀片世代可能是 5,000 瓦或更多。 “高性能計算帶來了熱量，并且需要通過液體冷卻對其進行有效管理。我們的模塊化系統(tǒng)可以擴展以滿足這些進步，一切都是液體冷卻的。通過確保這些系統(tǒng)元件具有一定的流速和壓降，我們可以互換部件以升級到不同的處理器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)�！�
作為百億億級計算機，新平臺是一個非常密集的系統(tǒng)。 “我們可以在 1U 外形尺寸上安裝八個插槽，而大多數(shù)其他系統(tǒng)使用四個，”Steinke 說。 “為了提高密度以獲得百億億次性能，需要液體冷卻�！� “CPU 和 GPU 空間中的插槽功率都在增加�？傆懈嗟牟遄娫纯捎谩恍鑼ζ溥M行有效冷卻和包裝即可。”
為了適應(yīng)下一代 CPU、GPU 和互連技術(shù)，HPE Cray EX 采用刀片式架構(gòu)，適用于計算和網(wǎng)絡(luò)。 “它的設(shè)計是靈活的，并且與未來十年出現(xiàn)的技術(shù)兼容，”Steinke 說。 “隨著時間的推移將新的或不同的葉片無縫插入系統(tǒng)的能力意味著與液體冷卻歧管的連接需要同樣無縫�！背売嬎銠C提供液冷機柜，支持以緊湊的刀片配置對所有組件進行直接液冷。
“當(dāng)然，成本和能源效率是終用戶的重要因素，”Steinke 說。 “該項目的目標(biāo)包括支持非常高功率的 CPU 和 GPU，同時減少互連布線并保持緊湊的系統(tǒng)架構(gòu)�！� HPE 預(yù)計，在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)，液冷系統(tǒng)的運營費用可以大大低于標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)冷機架。緊湊的系統(tǒng)配置還需要較少昂貴的光互連電纜。
解決方案：
HPE/CPC 協(xié)作帶來全新、超緊湊、高流量的快速斷開連接
兩家公司的工程團隊并肩工作，對滿足液體冷卻需求的一系列選項進行了全面、協(xié)作的評估。工程師探索了各種軟管倒鉤配置、連接方法、不同管道尺寸的連接方向、上游/下游流量等。
液冷柜的緊湊結(jié)構(gòu)需要快速斷開裝置以適應(yīng)非常狹窄的空間，而不會對流速或易用性產(chǎn)生不利影響。 “我們希望大化模塊面積，為流體連接分配很少的空間，”Steinke 說。
連接器規(guī)格包括：
- 緊湊的外形尺寸，類似于適合 1U 空間，同時提供該尺寸的高流量系數(shù) (Cv)
- 連接點的低壓降
- 在壓力下斷開時不會溢出，便于在不關(guān)閉整個系統(tǒng)的情況下拆卸刀片
- 隨著時間的推移，高度可靠、無泄漏的性能
- 易于連接/服務(wù)，包括連接力低，因為 QD 將位于整個系統(tǒng)中
- 與指定的冷卻液化學(xué)相容
終 HPE Cray EX 設(shè)計采用兩種尺寸的CPC Everis 快速斷開閥體和嵌件
“我們開始關(guān)注現(xiàn)有的 Everis。 LQ4 1/4" 連接器，”CPC 的 Nielsen 說�！皬牧髁康慕嵌葋砜�，1/4" 直列連接器配置是有效的，但它不能很好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)端連接器可用的一些更緊湊的空間�！�
HPE 團隊專注于機柜尺寸的每一厘米，向 CPC 提出挑戰(zhàn)，要求為系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)創(chuàng)建一個 1/8"（內(nèi)徑）連接器，以滿足流量和壓降要求。這樣的產(chǎn)品沒有當(dāng)時不存在。需要一個新的解決方案。
“液體冷卻系統(tǒng)的要點之一是效率。為了增強整體冷卻效果，我們必須將效率優(yōu)化到組件級別，”Steinke 說。
“連接器是 HPC 液體冷卻系統(tǒng)中的主要流路電阻器之一，具體取決于其配置和閥門類型，”尼爾森指出。 “你會驚訝于端接方式或手配合與盲配合配置如何影響 Cv。除了憑經(jīng)驗測試連接器外，我們還對通過我們的 QD 的流量進行了理論上的建模�？蛻艨梢苑判�，流動效率是我們和他們一樣的首要考慮因素。”
結(jié)果：
新的連接器解決方案增強了整個 HPC 行業(yè)的液體冷卻能力
為了滿足 HPE 在超緊湊型連接器中實現(xiàn)出色流動效率的需求，CPC 開發(fā)了 Everis。 LQ2 系列 — 1/8" 快速斷開 (QD) 專為液體冷卻應(yīng)用而設(shè)計。
獨立測試證實，LQ2 系列的流量比目前市場上的其他 1/8" 連接器高 22%�！案叩牧髁咳萘靠蓪航灯骄档� 34%，優(yōu)化液體冷卻系統(tǒng)的性能，”Nielsen 說。
該團隊還在 QD 中加入了一個 90 度彎頭，使其能夠緊密地安裝在開關(guān)托架上，而無需在機柜前后設(shè)置大量的電纜軟管彎曲半徑。 “通過使用 90 度彎頭，我們不必占用計算機空間或切換空間來分配快速斷開連接，”Steinke 指出。
HPE Cray EX 交換機刀片采用創(chuàng)新型 - CPC Everis LQ2 連接器快速斷開閥體
另一個看似簡單但非常重要的設(shè)計元素是在連接器中引入了旋轉(zhuǎn)接頭。旋轉(zhuǎn)允許 QD 的拇指閂鎖保持在連接器頂部，便于單手操作，同時避免管道扭結(jié)或彎曲。
“我們希望能夠輕松查看和訪問連接。在交換機側(cè)，網(wǎng)絡(luò)電纜從交換機面引出。它可以在機柜的后面變得非常擁擠。要維修單個開關(guān)，技術(shù)人員必須能夠輕松地拉動電纜并從刀片上快速斷開以將其??拉出�！�
兩個Everis。 LQ2 和 LQ4 系列連接器是 HPE Cray EX 液體冷卻系統(tǒng)的一部分。 1/8" QD 與網(wǎng)絡(luò)交換機刀片和電源一起使用，而較大的 1/4" 連接器連接到所有計算刀片。
CPC 對其現(xiàn)有的 Everis LQ4 連接器進行了改進，包括鎖定軟管倒鉤、旋轉(zhuǎn)端接和一體式插件，以好地滿足 HPE 的規(guī)格。 Everis QD 使用一項正在申請專利的技術(shù)，旨在延長閥門的使用壽命。它們還具有多葉密封件，可提供冗余保護以防止泄漏，并且比標(biāo)準(zhǔn) O 形圈具有更高的密封效率，同時連接所需的力更小。
先進的計算、先進的液體冷卻——現(xiàn)在和未來
如今，HPE Cray EX 百億億次技術(shù)平臺已成為美國卓越科研機構(gòu)超級計算機的現(xiàn)有或計劃中的一部分。
Steinke 歸功于 HPE 和 CPC 工程團隊之間的良好合作，他們提供了支持高度復(fù)雜的模塊化 HPE Cray EX 設(shè)計的先進液體冷卻解決方案。
“我們密切合作，討論我們的需求是什么，以及在 CPC 有什么可能，”他說。 “我們獲得了貫穿開發(fā)過程的實時數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)有時會導(dǎo)致旨在優(yōu)化性能的設(shè)計修改。 CPC 對此做出了回應(yīng)。合作和討論設(shè)計細節(jié)的意愿很高。我們想要在流量和壓降、尺寸和可維護性方面表現(xiàn)出色的產(chǎn)品。工程團隊之間的合作使我們能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)�！�
尼爾森同意密切合作為 HPE、CPC 和高性能計算帶來了積極成果。 “現(xiàn)在有一種用于熱管理的新型超緊湊連接技術(shù)，可以快速、安全地將流體歧管連接到大功率葉片，所有葉片都是液體冷卻的。整個 HPC 行業(yè)都是這種創(chuàng)造性思維的受益者�！�
如需了解有關(guān) HPE Cray EX 超級計算機的更多信息，請訪問 hpe.com/us/en/compute/hpc/supercomputing/cray-exascale-supercomputer.html。
要了解有關(guān)專門用于電子設(shè)備液體冷卻的 CPC 連接器技術(shù)的更多信息，請訪問我們的網(wǎng)站或致電029-8647 4991聯(lián)系我們。
HPE Cray EX 超級計算機是 Hewlett Packard Enterprise Development LP 的注冊商標(biāo)。
Everis 是 Colder Products Company 的商標(biāo)。
版權(quán)所有 2020 Hewlett Packard Enterprise Development LP。 經(jīng)許可轉(zhuǎn)載。
HPE Cray EX 超級計算機中 1U 空間內(nèi)的密集液體冷卻。
“客戶可以放心，流動效率是我們的首要考慮因素，對他們來說也是如此。”
用于 HPE Cray EX 開關(guān)刀片的創(chuàng)新型 CPC Everis LQ2 連接器快速斷開主體，帶有彎頭和旋轉(zhuǎn)接頭
終的 HPE Cray EX 設(shè)計采用兩種尺寸的 CPC Everis 快速斷開主體和插件
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