A reconfigurable computer system based on FPGAs with liquid cooling

Abstract

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.