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。 “HPE Cray EX 系統的全新設計激發了 CPC 的新思維，”CPC 熱業務應用開發經理 Barry Nielsen 說。 “我們面臨的挑戰是要創建一個不存在的解決方案。我們將數十年的流體管理連接器專業知識應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建時考慮了靈活性。 “我們希望建立一個可以改變計算架構的環境——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之間無縫移動。
HPE Cray EX 超級計算機中 1U 空間內的密集液體冷卻
Steinke 還提供了系統如何擴展的說明。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。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絡技術�！�
作為百億億級計算機，新平臺是一個非常密集的系統。 “我們可以在 1U 外形尺寸上安裝八個插槽，而大多數其他系統使用四個，”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。總有更多的插座電源可用——您只需對其進行有效冷卻和包裝即可�！�
為了適應下一代 CPU、GPU 和互連技術，HPE Cray EX 采用刀片式架構，適用于計算和網絡。 “它的設計是靈活的，并且與未來十年出現的技術兼容，”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架構。” HPE 預計，在產品的整個生命周期內，液冷系統的運營費用可以大大低于標準風冷機架。緊湊的系統配置還需要較少昂貴的光互連電纜。
解決方案：
HPE/CPC 協作帶來全新、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。
液冷柜的緊湊結構需要快速斷開裝置以適應非常狹窄的空間，而不會對流速或易用性產生不利影響。 “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 (Cv)
- 連接點的低壓降
- 在壓力下斷開時不會溢出，便于在不關閉整個系統的情況下拆卸刀片
- 隨著時間的推移，高度可靠、無泄漏的性能
- 易于連接/服務，包括連接力低，因為 QD 將位于整個系統中
- 與指定的冷卻液化學相容
終 HPE Cray EX 設計采用兩種尺寸的CPC Everis 快速斷開閥體和嵌件
“我們開始關注現有的 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網絡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，要求為系統的網絡側創建一個 1/8"（內徑）連接器，以滿足流量和壓降要求。這樣的產品沒有當時不存在。需要一個新的解決方案。
“液體冷卻系統的要點之一是效率。為了增強整體冷卻效果，我們必須將效率優化到組件級別，”Steinke 說。
“連接器是 HPC 液體冷卻系統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�？蛻艨梢苑判模鲃有适俏覀兒退麄円粯拥氖滓紤]因素�！�
結果：
新的連接器解決方案增強了整個 HPC 行業的液體冷卻能力
為了滿足 HPE 在超緊湊型連接器中實現出色流動效率的需求，CPC 開發了 Everis。 LQ2 系列 — 1/8" 快速斷開 (QD) 專為液體冷卻應用而設計。
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%，優化液體冷卻系統的性能，”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托架上，而無需在機柜前后設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計元素是在連接器中引入了旋轉接頭。旋轉允許 QD 的拇指閂鎖保持在連接器頂部，便于單手操作，同時避免管道扭結或彎曲。
“我們希望能夠輕松查看和訪問連接。在交換機側，網絡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，技術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 液體冷卻系統的一部分。 1/8" QD 與網絡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 對其現有的 Everis LQ4 連接器進行了改進，包括鎖定軟管倒鉤、旋轉端接和一體式插件，以好地滿足 HPE 的規格。 Everis QD 使用一項正在申請專利的技術，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，并且比標準 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——現在和未來
如今，HPE Cray EX 百億億次技術平臺已成為美國卓越科研機構超級計算機的現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雜的模塊化 HPE Cray EX 設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過程的實時數據，這些數據有時會導致旨在優化性能的設計修改。 CPC 對此做出了回應。合作和討論設計細節的意愿很高。我們想要在流量和壓降、尺寸和可維護性方面表現出色的產品。工程團隊之間的合作使我們能夠實現這一目標�！�
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。 “現在有一種用于熱管理的新型超緊湊連接技術，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 行業都是這種創造性思維的受益者�！�
如需了解有關 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。
要了解有關專門用于電子設備液體冷卻的 CPC 連接器技術的更多信息，請訪問我們的網站或致電029-8647 4991聯系我們。
HPE Cray EX 超級計算機是 Hewlett Packard Enterprise Development LP 的注冊商標。
Everis 是 Colder Products Company 的商標。
版權所有 2020 Hewlett Packard Enterprise Development LP。 經許可轉載。
HPE Cray EX 超級計算機中 1U 空間內的密集液體冷卻。
“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 開關刀片的創新型 CPC Everis LQ2 連接器快速斷開主體，帶有彎頭和旋轉接頭
終的 HPE Cray EX 設計采用兩種尺寸的 CPC Everis 快速斷開主體和插件
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