КОМПАКТНЫЙ СУПЕРКОМПЬЮТЕР Российский патент 2024 года по МПК G06F1/30 H02J9/06 A62C3/16 

Область техники

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к суперкомпьютерам средней производительности, предназначенным для работы в неподготовленных помещениях (помещениях, не оборудованных системами бесперебойного питания, кондиционирования, вентиляции, пожаротушения) таких как административные здания, офисы, деловые центры, холлы различных помещений и т.п. Изобретение может быть использовано при проектировании новых вычислительных комплексов, для увеличения мощности существующих вычислительных комплексов и в качестве самостоятельного компактного суперкомпьютера.

Предшествующий уровень техники

В настоящее время существует множество различных суперкомпьютеров, которые имеют различную конфигурацию, как вычислительного оборудования, так и инженерных систем обеспечивающих его функционирование. В состав таких систем, как правило, входят системы бесперебойного питания, системы кондиционирования, системы пожаротушения, системы аварийной вентиляции и т.д. При эксплуатации таких суперкомпьютеров немаловажным становится взаимодействие его систем между собой, поскольку функционирование одной из систем может повлиять, как на функционирование другой системы, так и на целостность самого дорогостоящего вычислительного оборудования. В связи с этим разработчики современных суперкомпьютеров уделяют особое внимание взаимодействию инженерных систем, как между собой, так и с вычислительным оборудованием. В настоящее время еще одним из основных критериев суперкомпьютера становится его компактность, позволяющая разместить его в любом помещении без специальной подготовки.

Известен аналог суперкомпьютера средней производительности из статьи «Суперкомпьютер ВНИИТФ «Зубр»: сочетание вычислительной мощности, компактности и надежности» [статья опубликована в сети Интернет, ссылка на статью: http://www.vniitf.ru/supercomputer/1335-zubr].

Суперкомпьютер содержит корпус, в котором размещены секция кондиционирования с контроллером, серверная стойка для вычислительного (серверного) оборудования, система бесперебойного питания, система аварийного пожаротушения. В серверную стойку данного суперкомпьютера установлено вычислительное оборудование, которое за счет наличия секции кондиционирования, системы бесперебойного питания и системы аварийного пожаротушения может функционировать в обычном помещении, не требующем специальной подготовки.

Признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются - корпус, в котором размещены секция кондиционирования с контроллером, серверная стойка для вычислительного оборудования, система бесперебойного питания, система аварийного пожаротушения.

К недостаткам данного суперкомпьютера можно отнести низкую защищенность вычислительного оборудования, которая обусловлена отсутствием защиты вычислительного оборудования от неисправностей систем кондиционирования.

Известен аналог суперкомпьютера средней производительности из каталога «Liebert системы прецизионного кондиционирования воздуха» [каталог опубликован в сети Интернет, ссылка на каталог: http://old.radiusgroup.ru/files/841/Liebert%202010.pdf, стр. 67-71].

Суперкомпьютер содержит корпус, в котором размещены секция кондиционирования с контроллером, серверная стойка для вычислительного оборудования, блоки распределения питания, система бесперебойного питания, система аварийного пожаротушения, система управления аварийной вентиляцией и аварийное вентиляционное оборудование, при этом секция кондиционирования образует холодильный контур с внешним блоком. Также в состав известного суперкомпьютера входит система мониторинга, которая в отличие от предыдущего аналога позволяет осуществлять контроль, за возможным возникновением неисправностей систем кондиционирования и бесперебойного питания.

Признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются - корпус, в котором размещены секция кондиционирования с контроллером, серверная стойка для вычислительного оборудования, блоки распределения питания, система бесперебойного питания, система аварийного пожаротушения, система мониторинга.

Однако к недостаткам аналога можно отнести недостаточную защищенность вычислительного оборудования, обусловленную, тем, что система бесперебойного питания не обеспечивает работоспособность системы кондиционирования при отключении внешнего электроснабжения, а система резервной вентиляции при отключении внешнего электроснабжения подает неочищенный воздух из объема помещения центра обработки данных. Это требует дополнительно очистку и охлаждение воздуха в помещении центра обработки данных.

В качестве прототипа был выбран суперкомпьютер средней производительности из каталога «Liebert XDFN охлаждение с замкнутым циклом стоек с высоким тепловыделением» [каталог опубликован в сети Интернет, ссылка на каталог: http://www.icsgroup.ru/upload/iblocky93a/XDFN%20Russo%20Stampa%2024-01-06_Layout%201.pdf].

Суперкомпьютер содержит корпус, в котором размещены секция кондиционирования с контроллером, серверная стойка для вычислительного оборудования, блоки распределения питания, система бесперебойного питания, система аварийного пожаротушения, система управления аварийной вентиляцией и аварийное вентиляционное оборудование, при этом секция кондиционирования образует холодильный контур с внешним блоком.

Признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются - суперкомпьютер, содержит корпус, в котором размещены секция кондиционирования с контроллером, серверная стойка для вычислительного оборудования, блоки распределения питания, система бесперебойного питания, система аварийного пожаротушения и система управления вычислительным оборудованием.

Данный аналог является наиболее близким заявляемому суперкомпьютеру и выбран в качестве прототипа, так как имеет наибольшее количество общих существенных признаков.

Недостатком данного суперкомпьютера, как и у предыдущего аналога, является недостаточная защищенность вычислительного оборудования, обусловленная, тем, что система бесперебойного питания не обеспечивает работоспособность системы кондиционирования при отключении внешнего электроснабжения, а система резервной вентиляции при отключении внешнего электроснабжения подает неочищенный воздух из объема помещения центра обработки данных. Это требует дополнительных очистки и охлаждения воздуха в помещении центра обработки данных.

Анализ известных суперкомпьютеров позволяет сделать вывод, что известный уровень техники не обеспечивает создания суперкомпьютера обеспечивающего защиту вычислительного оборудования без принятия специальных мер при возможном возникновении неисправностей систем кондиционирования.

Раскрытие изобретения

Задачей данного изобретения является создание суперкомпьютера средней производительности обеспечивающего необходимую степень защиты вычислительного оборудования.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение степени защиты вычислительного оборудования входящего в состав суперкомпьютера, достигаемое за счет наличия линии подключения системы кондиционирования к системе бесперебойного питания, а также применении секций кондиционирования без внешних блоков, что делает суперкомпьютер более надежным и компактным. Также технический результат достигается за счет наличия сигнальной линии связи обеспечивающей подачу сигнала на сворачивание счетного поля вычислительного (серверного) оборудования при наличии аварийного сигнала с контроллера секции кондиционирования и/или системы бесперебойного питания.

Указанный технический результат достигается тем, что суперкомпьютер содержит корпус, в котором размещены секция кондиционирования с контроллером, подключенная к системе бесперебойного питания, серверная стойка для вычислительного оборудования, блоки распределения питания, система бесперебойного питания, система аварийного пожаротушения, при этом секция кондиционирования образует холодильный контур с блоком, размещенным внутри секции кондиционирования. Согласно изобретению, контроллер секции кондиционирования и система бесперебойного питания снабжены собственными реле контроля аварии. Причем реле контроля аварии секции кондиционирования и реле контроля аварии системы бесперебойного питания объединены в единую сигнальную линию, связанную с системой управления вычислительного оборудования, которая выполнена с возможностью подачи сигнала на корректное отключение вычислительного оборудования при размыкании сигнальной линии.

Заявляемое изобретение содержит признаки, отличающие его от наиболее близких аналогов, что позволяет считать его соответствующим условию патентоспособности «новизна».

Новые признаки, которые содержатся в отличительной части формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения, на основании чего можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Краткое описание фигур чертежей

На фиг. 1 показана конструктивная схема суперкомпьютера вид спереди.

На фиг. 2 показана конструктивная схема суперкомпьютера вид сверху.

На фиг. 3 показана сигнальная схема суперкомпьютера.

Варианты осуществления изобретения

Суперкомпьютер (фиг. 1) содержит корпус 1, в котором размещены, как минимум одна, секция кондиционирования 2 и, как минимум одна, серверная стойка 3. Секция кондиционирования 2 образует холодильный контур 4 с конденсатором 5. Секция кондиционирования 2 состоит из теплообменника 6, вентилятора 7, контроллера 8 с реле контроля аварии 9. Секция кондиционирования 2 выполнена без внешних блоков, что делает суперкомпьютер более надежным и компактным.

В серверной стойке 3 установлены система бесперебойного питания 10 с реле контроля аварии 11, вычислительное оборудование 12, блоки распределения питания 13, система аварийного пожаротушения 14. При этом реле контроля аварии 9 и реле контроля аварии 11 объединены в единую сигнальную линию 15 (фиг. 3), которая подключена к системе управления вычислительным оборудованием 16 таким образом, что при размыкании сигнальной линии 15 система управления вычислительным оборудованием 16 по информационной линии 17 дает команду на корректное сворачивание вычислительного оборудования 12.

Суперкомпьютер работает следующим образом.

От внешней электросети 23 напряжение подается на систему бесперебойного питания 10. Далее с системы бесперебойного питания 10 (фиг. 1) напряжение подается на секцию кондиционирования 2, систему аварийного пожаротушения 14, блоки распределения питания 13, с которых напряжение подается на вычислительное оборудование 12. После подачи напряжения на систему аварийного пожаротушения 14, она постоянно оценивает циркулирующий воздух на предмет наличия признаков дыма. При подаче напряжения отсутствие аварийных сигналов на контроллере 8 секции кондиционирования 2 обеспечивает замкнутое состояние реле контроля аварии 9. Отсутствие аварийных сигналов в системе бесперебойного питания 10 также обеспечивает замкнутое состояние реле контроля аварии 11 (фиг. 3). Таким образом, замкнутое состояние двух реле 9 и 11 обеспечивают наличие единой сигнальной линии 15, образующей замкнутую цепь, подключенную к системе управления вычислительным оборудованием 16. Наличие замкнутой цепи в нормальном режиме работы суперкомпьютера гарантирует отсутствие в системе управления вычислительным оборудованием 16 команды на корректное отключение вычислительного оборудования 12, обеспечивая работоспособное состояние суперкомпьютера.

В корпусе 1 за счет вентилятора 7 секции кондиционирования 2 создается циркуляция воздуха между секцией кондиционирования 2 и серверной стойкой 3. При циркуляции воздух, нагреваемый вычислительным оборудованием 12 и источниками бесперебойного питания 10, поступает от серверной стойки 3 через воздушный канал для нагретого воздуха 18 к теплообменнику 6, при прохождении через него воздух охлаждается и через воздушный канал охлажденного воздуха 19 возвращается обратно к серверной стойке 3. В результате поступления охлажденного воздуха к серверной стойке 3 происходит охлаждение вычислительного оборудования 12 и источников бесперебойного питания 10. Тепло переданное теплообменнику 6 в результате прохождения через него нагретого воздуха отводится в окружающую среду посредством обычного парокомпрессионного цикла охлаждения при помощи конденсатора 5, обдуваемого внешним окружающим воздухом при помощи вентилятора 14 и воздушных каналов для поступающего воздуха 20 и выбрасываемого воздуха 21. Перегородка 24 служит для исключения попадания окружающего воздуха 20, продуваемого вентилятором 14 конденсатора 5, в воздушный канал для нагретого воздуха 18. Таким образом внутри стойки 3 образуется замкнутое пространство, ограниченное герметичным корпусом 1, секцией кондиционирования 2 и стойкой 3, предотвращающее поступление внешнего окружающего воздуха 20 к вычислительному оборудованию 12. Перегородка 22 (фиг. 2) служит для исключения поступления охлажденного воздуха из воздушного канала охлажденного воздуха 19 в воздушный канал для нагретого воздуха 18 минуя вычислительное оборудование 12, чем увеличивается эффективность работы системы кондиционирования.

Таким образом, достигается техническим результат - наличие линии подачи напряжения от системы бесперебойного питания 10 на секцию кондиционирования 2, а также применение секций кондиционирования 2 без внешних блоков делает суперкомпьютер более надежным и компактным, что повышает степень защиты вычислительного оборудования. Исключение попадания окружающего воздуха внутрь стойки 3 к оборудованию 12 дает решение задачи - повышение степени защиты вычислительного оборудования.

В случае возникновения аварийной ситуации, например снижение напряжения от внешней электросети 23, в системе бесперебойного питания 10 происходит срабатывание реле контроля аварии 11, в результате чего размыкается цепь сигнальной линии 15 (фиг. 3). При размыкании сигнальной линии 15 система управления вычислительным оборудованием 16 формирует сигнал по информационной линии 17 на корректное отключение вычислительного оборудования 12.

При этом секция кондиционирования 2 и вычислительное оборудование 12 переключаются на электроснабжение от источника бесперебойного питания в системе бесперебойного питания 10. Секция кондиционирования 2 охлаждает воздух период времени, требуемый на сворачивание вычислительного процесса и корректное отключение вычислительного оборудования 12. В это время корпус 1 суперкомпьютера остается закрытым, внешний, неочищенный воздух не попадает в корпус 1.

Это повышает надежность суперкомпьютера. Достигается технический результат - наличие сигнальной линии связи 15 обеспечивает подачу сигнала на сворачивание счетного поля вычислительного оборудования при наличии аварийного сигнала с контроллера системы бесперебойного питания.

Это позволяет решить задачу надежной защиты вычислительного оборудования 12 и его своевременное корректное отключение при возникновении аварийных ситуаций в системе бесперебойного питания 10.

В случае возникновения аварийной ситуации, например, повышение температуры воздуха, выходящего из секции кондиционирования 2, от секции кондиционирования 2 аварийный сигнал передается на контроллер 8 (фиг. 1), который размыкает реле контроля аварии 9 (фиг. 3), в результате чего размыкается цепь сигнальной линии 15. При размыкании сигнальной линии 15 система управления вычислительным оборудованием 16 формирует сигнал по информационной линии 17 на корректное отключение вычислительного оборудования 12.

При этом секция кондиционирования 2 и вычислительное оборудование 12 получают питание от внешней электросети 23. Секция кондиционирования 2 охлаждает воздух период времени, требуемый на сворачивание вычислительного процесса и корректное отключение вычислительного оборудования 12. В это время корпус 1 суперкомпьютера остается закрытым, внешний, неочищенный воздух не попадает в корпус 1.

Таким образом, выполняется технический результат - наличие сигнальной линии связи обеспечивает подачу сигнала на сворачивание счетного поля вычислительного оборудования при наличии аварийного сигнала с контроллера секции кондиционирования.

Это позволяет решить задачу надежной защиты вычислительного оборудования 12 и его своевременное корректное отключение при возникновении аварийных ситуаций в секции кондиционирования.

В результате осуществляется надежная защита вычислительного оборудования 12 и его своевременное корректное отключение при возникновении аварийных ситуаций в системе внешнего электроснабжения, системе бесперебойного питания 10, секции кондиционирования 2, а также в случае повреждения сигнальной линии связи 15.

Промышленная применимость

Представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:

- устройство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, относится к вычислительной технике, а именно к суперкомпьютерам средней производительности, предназначенным для работы в неподготовленных помещениях (помещениях, не оборудованных системами бесперебойного питания, кондиционирования, вентиляции, пожаротушения);

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно повысить степень защиты вычислительного оборудования входящего в состав суперкомпьютера;

- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость».

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении степени защиты вычислительного оборудования, входящего в состав суперкомпьютера. Суперкомпьютер содержит корпус, в котором размещены секция кондиционирования с контроллером, серверная стойка для вычислительного оборудования, блоки распределения питания, система бесперебойного питания, система аварийного пожаротушения, система управления аварийной вентиляцией и аварийное вентиляционное оборудование, при этом секция кондиционирования образует холодильный контур с внешним блоком, изолированный от объема помещения. Контроллер секции кондиционирования и система бесперебойного питания снабжены собственными реле контроля аварии, причем реле контроля аварии секции кондиционирования и реле контроля аварии системы бесперебойного питания объединены в единую сигнальную линию. Сигнальная линия связана с системой управления вычислительным оборудованием, которая выполнена с возможностью подачи команды на корректное отключение вычислительного оборудования при размыкании сигнальной линии. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Компактный суперкомпьютер, содержащий корпус, в котором размещены секция кондиционирования с контроллером, серверная стойка для вычислительного оборудования, блоки распределения питания, система бесперебойного питания, система аварийного пожаротушения и система управления вычислительным оборудованием, отличающийся тем, что контроллер секции кондиционирования и система бесперебойного питания снабжены собственными реле контроля аварии, причем реле контроля аварии секции кондиционирования и реле контроля аварии системы бесперебойного питания объединены в единую сигнальную линию, связанную с системой управления вычислительным оборудованием, которая выполнена с возможностью подачи сигнала на корректное отключение вычислительного оборудования при размыкании сигнальной линии.

2. Суперкомпьютер по п.1, отличающийся тем, что конструкция корпуса, системы кондиционирования и стойки образуют замкнутый объем, исключающий поступление наружного воздуха к вычислительному оборудованию.