Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung wurde 1817 als Senckenbergische Naturforschende Gesellschaft gegründet. Heute zählt die Gesellschaft zu den wichtigsten Forschungseinrichtungen rund um die biologische Vielfalt. Gemeinsam mit der Goethe-Universität Frankfurt, der Justus-Liebig-Universität Gießen und dem Fraunhofer Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie IME hat die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung ein gemeinsames Forschungszentrum ins Leben gerufen.  Das LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG) nahm im Januar 2018 seinen Betrieb auf.

Dort werden täglich große Datenmengen für die Erforschung von Genomen von Organismen verarbeitet. Das Ziel ist es, die weltweite Artenvielfalt auch auf der genomischen Ebene sichtbar zu machen und dazu beizutragen, sie zu erhalten und zu schützen. Eine ressourcenschonende Ausstattung des Rechenzentrums ist dem Zentrum besonders naheliegend und wichtig.

Mehr Rechenleistung für die Biodiversität

Boston Server & Storage Solutions und Asperitas – das niederländische Unternehmen von Cleantech and Immersion Cooling – bieten mit ihren gemeinsam entwickelten Plug-and-Play-Lösungen eine Plattform für daten- und rechenintensive Anwendungen. Die auf dem patentierten Immersed Computing®-Technologiekonzept basierenden Lösungen sind für eine hohe Packungsdichte optimiert und verfügen über einen umfangreichen integrierten Speicher.

Im Löwe Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik werden Immersed Computing®-gesteuerte Lösungen verwendet, die auf den leistungsstarken Prozessoren der AMD EPYCä 7000-Reihe sowie ein auf Intel® und NVIDIA® basierendem System aufbauen. Die hochverdichteten Plattformen einschließlich kundenspezifischer Kühlkörper für eine höhere Leistung wurden speziell für den Betrieb in der Asperitas AIC24-Immersionskühllösung entwickelt.

"Das LOEWE-Zentrum suchte nach einer äußerst energieeffizienten, nachhaltigen, zuverlässigen und wartbaren Lösung, um seine Forschungsanstrengungen zu ergänzen", sagt Peter Uelen, CCO von Asperitas. „Das System wird die vorhandene IT-Infrastruktur unterstützen, indem es die ehrgeizigen HPC-Anforderungen für die vergleichende Genomik für Hunderte und sogar Tausende von Arten erfüllt. Zusammen mit unseren Partnern Boston und Shell (für die Immersionskühlflüssigkeit) bietet dieses System die effizienteste Lösung in den eigenen Räumlichkeiten und unterstützt die neuesten Technologien mit äußerst geringen Wartungskosten. Zukünftige Erweiterungen sind mit wenig Aufwand möglich.“

Für eine bessere Bilanz und für mehr Nachhaltigkeit

Immersionskühlung ist erhöht nicht nur die Rechenleistung. Die höhere Packungsdichte reduziert die benötigte Stellfläche im Rechenzentrum. Im Vergleich zu einem durchschnittlichen luftgekühlten Cloud-Rechenzentrum erreicht der AIC24 eine 5-10-mal so hohe Dichte. Auch Doppelböden und Inseltrennungsschemata sind nicht mehr erforderlich. LOEWE zeigt, dass HPC vor Ort ohne große Anforderungen an die Einrichtung umgesetzt werden kann. Das Kühlmittel ist eine synthetische Flüssigkeit für die Tauchkühlung, die speziell von Shell und Asperitas entwickelt wurde.

Die preisgekrönte Immersed Computing®-Technologie gewährleistet auch die höchstmögliche Kontinuität für die IT. Die vollständige Immersionskühlung stellt sicher, dass kein Sauerstoff an die Komponenten kommt. Das verhindert die Oxidation. Mögliche Wärmeschocks werden aufgrund der hohen Wärmekapazität der Flüssigkeit stark reduziert. Im System treten nur geringe Temperaturschwankungen auf, was die Belastung der Mikroelektronik durch Wärmeausdehnung deutlich verringert.

Boston-Geschäftsführer Georg Klauser erklärt stolz: „Zusammen mit Asperitas und Immersed Computing® bringen wir eine völlig neue Perspektive auf die Technologie im Rechenzentrum. Sowohl die Umwelt als auch die Bilanz profitieren vom Einsatz dieser Technologie. Wir in Boston glauben, dass wir nicht nur eine ökologische Verantwortung gegenüber der Welt haben. Vor allem ist es unsere unternehmerische Pflicht, die Bedürfnisse und technischen Anforderungen unserer Kunden mit unseren Lösungen nachhaltig zu erfüllen.“

"Wir freuen uns sehr, zusammen mit der Boston Group und Asperitas eine kompakte, energieeffiziente Lösung geschaffen zu haben", ergänzt Vik Malyala, Senior Vice President bei Supermicro. „Die Bemühungen der Senckenberg Society for Natural Research können zu einem besseren Verständnis von Tausenden Arten auf der Erde führen. Wir freuen uns, Teil dieser Bemühungen zu sein. Durch den Einsatz energieeffizienter und leistungsstarker Lösungen entfallen die Kosten für die Klimatisierung. Zusammen mit der enormen Rechendichte führt das zu einem hervorragenden ROI – und schneller zu Forschungsergebnissen.“

Asperitas Immersed Computing®-Lösungen erfordern aufgrund des einzigartigen Designs natürlicher, konvektionsgetriebener Zirkulation keine Pumpen für die interne Flüssigkeitsbewegung. Das hat nicht nur den Vorteil, dass die Warmwasserkühlung auch bei hohen Umgebungstemperaturen bis zu 45 Grad Celsius möglich ist. Es ermöglicht auch eine effiziente Nutzung der Wärme. Es wird keine überflüssige Energie verbraucht. Das System arbeitet völlig geräuschlos. Die Asperitas Immersed Computing®-Lösung lässt eine anhaltend hohe Auslastung der Prozessorleistung zu und ermöglicht bis zu 40 Prozent mehr CPU- und GPU-Leistung im Vergleich zu luftgekühlten Lösungen.

Christoph Sinai vom TBG Bioinformatik-Team freut sich, dass sie „mit Boston IT einen verlässlichen Partner gefunden haben, der uns während des gesamten Prozesses – von der Planung bis zur Inbetriebnahme – kompetent und umsichtig begleitet hat. Auch weiterhin ist uns daran gelegen, für künftige weitere Ausbauten unseres Rechenzentrums mit Boston IT in Kontakt zu bleiben. Unser Wunsch nach einem energieeffizienten System, das unseren hohen Leistungsansprüchen entspricht, und einem hervorragenden Service wurde vollumfänglich erfüllt.“

Das LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (TBG) hat mit der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, der federführenden Partnerinstitution, nach einer besonders energieeffizienten Lösung gesucht. „Die umweltschonende Technologie von Asperitas hat uns schnell überzeugt“, führt Christoph Sinai weiter aus. „Durch die sehr effektive Immersionskühlung können unsere Serversysteme dauerhaft unter Volllast laufen – eine wichtige Voraussetzung für die gemeinsame Arbeit mit unseren Wissenschaftler*innen bei der Analyse der komplexen Daten der Genome, die oft tage- und nächtelang und zum Teil parallel für verschiedene Organismen läuft und nicht unterbrochen werden darf. Durch die integrierten Beobachtungs- und Kontrollmöglichkeiten haben wir ständig die Leistungskurven im Blick und können sicher sein, dass wir für die Wissenschaftler*innen einen reibungslosen Ablauf bei der Generierung ihrer Forschungsdaten ermöglichen.“