No abstract

No abstract

The paper covers the history of development of design technologies of reconfigurable computer systems based on FPGAs of various families. Five generations of reconfigurable computer systems with high placement density, designed on the base of various FPGA families, from Xilinx Virtex-E to modern Virtex UltraScale, are described. The last achievements in the domain of design of energetic effective reconfigurable computer systems with high real performance are presented. One of such achievements is the developed liquid cooling system for Virtex UltraScale FPGAs. It provides independent circulation of the cooling liquid in the 3U computational module with the 19 height for cooling of 96-128 FPGA chips that in total generate 9.6-12.8 kWatt of heat. The distinctive features of the designed immersion liquid cooling system are high cooling efficiency with power reserve for the designed perspective FPGA families, resistance to leaks and their consequences, and compatibility with traditional water cooling systems based on industrial chillers.

Статья посвящена проблемам построения перспективных реконфигурируемых вычислительных систем c жидкостным охлаждением для программируемых логических интегральных схем семейства Xilinx Virtex UltraScale. Рассматриваются архитектура, компоновка и сравнительные технические характеристики систем погружного жидкостного охлаждения. Приводятся результаты расчетов, макетирования и экспериментальной проверки основных технических решений созданного вычислительного модуля нового поколения для построения высокопроизводительных вычислительных систем с жидкостным охлаждением с производительностью 1 Пфлопс в стандартном вычислительном шкафу высотой 47U при потребляемой мощности 150 кВт. Реконфигурируемая вычислительная система с жидкостным охлаждением обеспечивает существенное преимущество по таким технико-экономическим параметрам, как реальная и удельная производительность, энергоэффективность, массогабаритные характеристики и другим по сравнению с аналогичными системами. The paper deals with problems of design of promising reconfigurable computer systems with liquid cooling for Xilinx Virtex UltraScale FPGAs. Architecture, placement and comparative technical parameters of systems with immersion liquid cooling are considered. Results of design, prototyping and experimental testing of the principal technical solutions of the designed computational module of the next generation are discussed. The computational module is intended for the creation of high-performance computer systems with liquid cooling with performance of 1 PFlops in a standard 47U computer rack with power of 150 kWatt. The reconfigurable computer system with liquid cooling provides considerable advantage in such technical and economical parameters as the real performance and the specific performance, power efficiency, mass and dimension parameters, etc. in comparison with similar systems.

No abstract