理化学研究所 計算科学研究センター

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スパコン豆知識

CPUを水で冷やす

システムボード上の水冷モジュール

空調機械室の配管とポンプ

脱気膜

CPUは、温度が上がると故障しやすくなります。

「京」では、どうやって冷やしているのでしょうか?

「京」を安定して運用するためには、CPU温度を30℃以下に保つことが必要です。そのため、CPUを確実に冷やせる「水冷方式」を採用し、CPU温度をいつもモニターしています。これにより、CPUはふだん20℃以下に保たれ、ちょっとたいへんな計算をしても30℃には届きません。

システムボードのCPUの上には、銅製の水冷モジュール(中空になった板状の部品を細い銅管でつないだもの)がぴったりくっついており、その中を流れる水がCPUを冷やします。水は計算機棟2階の空調機械室からポンプで送り出され、配管を通ってCPUが収められているラックに供給されます。配管に「出口」はなく、水は空調機械室と水冷モジュールの間をぐるぐる循環しています。

1枚のシステムボードの上を流れている水は約110mLで、1分間で約20回、入れ替わります。水冷モジュールに入る水は15℃で、出ていくときは17~18℃になります。

水は、水道水から鉄分を除き、イオン交換樹脂で処理した純水を使います。また、循環している水の一部をいつも取りだして、浄化処理をしています。水の腐敗の原因となる微生物やゴミを取り除くためにフィルターでろ過したり、水中に溶けた酸素で銅が腐食するのを防ぐために脱気膜を通したりします。紫外線による殺菌や微量の腐食防止剤の投入も行われます。

「京」のCPUの性能は、冷たくてきれいな水に守られているんですね。