HPC4AI@UniTO nasce a Torino nel 2018 come un grande e moderno laboratorio “open access” dove ricercatori, studenti e imprese possono sperimentare la progettazione e l’uso di sistemi di calcolo e servizi cloud, ma anche la complessità dei sistemi di grande scala per co-progettare nuove applicazioni insieme agli esperti di dominio dell’Università degli Studi di Torino (UniTO).
Fondata nel 1404, quest’ultima è tra i più antichi e prestigiosi atenei italiani ed è oggi composto da 27 dipartimenti e da diversi centri multidisciplinari e laboratori finalizzati a promuovere la ricerca e il trasferimento tecnologico su specifici temi. Fra questi, proprio il laboratorio “open access” HPC4AI@UniTO che, ospitato dal dipartimento di informatica, è attivo sui temi legati alla progettazione dei metodi e degli strumenti per il cloud e high-performance computing (HPC), con uno specifico interesse per le applicazioni legate all’intelligenza artificiale (AI).
Nell’era dei servizi ICT managed
Per mantenere e possibilmente accrescere le competenze e la capacità progettuale nella realizzazione di sistemi hardware e software in ambito ICT, i ricercatori di UniTO hanno progettato per intero, insieme ai partner tecnologici come Vertiv, sia l’infrastruttura tecnologica “data center” che i sistemi. Una progettazione condotta come un esercizio di ricerca sulla base di parametri estremamente sfidanti in termini di prestazioni, continuità operativa, affidabilità, efficienza energetica.
Sfida nella sfida è stata la progettazione di un data center abbastanza modulare per essere collocato in spazi preesistenti nel mezzo del dipartimento di informatica, dentro il Centro Piero della Francesca situato in Corso Svizzera 185 a Torino e realizzato come un oggetto di design: un silenzioso e metafisico “paesaggio elettronico”, fonte di ispirazione per studenti e ricercatori, come immaginato da Ettore Sottsass per i calcolatori Olivetti serie Elea (Compasso D’Oro 1960).
Le esigenze di HPC4AI@UniTO
Il dipartimento di Informatica intendeva realizzare un data center TIER III (con replicazione N+1) in grado di supportare fino a 250kW di apparecchiature ICT organizzate in 16 armadi da almeno 20kVA e di ospitare anche server ad alta densità (1,5 kW per unità). Il data center doveva essere realizzato dentro una teca di vetro blindata e insonorizzata, ben visibile da studenti e ricercatori di passaggio all’interno del dipartimento di Informatica. Doveva inoltre raggiungere livelli di efficienza energetica allo stato dell’arte per i data center di questa categoria (pPUE<1.06 per il raffrescamento).
Per la creazione del data center, Vertiv si è confrontata con il personale tecnico dell’Università di Torino e con lo studio di ingegneria incaricato della progettazione definitiva, condividendo una soluzione che consentisse sia di raggiungere gli obiettivi di modularità che di risparmiare dal punto di vista economico ed energetico. Inoltre, Vertiv ha collaborato alla stesura del progetto definitivo e si è occupata della sua realizzazione. L’Università ha poi individuato il locale adatto nell’ultimo piano dello stabile, precedentemente adibito a uffici e posto immediatamente sotto il lastrico solare. Questo ha permesso a Vertiv di implementare un sistema di raffreddamento a tutt’aria innovativo e con massima efficienza energetica e di usufruire della vicinanza della cabina elettrica per implementare la parte di alimentazione in continuità.
Dall’allestimento del cablaggio al Thermal Management
Nel dettaglio, la soluzione tecnologica relativa alla parte di infrastruttura elettrica realizzata dall’installatore Euroimpianti, comprende: l’allestimento del cablaggio strutturato per utenze tecnologiche; l’impianto di illuminazione normale e di sicurezza; la predisposizione di prese forza motrice e prese dati RJ45; l’impianto di protezione contro i contatti indiretti; il sistema di rilevazione e segnalazione incendio per locali tecnici e l’impianto di estinzione del fuoco; nonché l’impianto di controllo accessi con diverse tipologie di token (smartcard, qrcode, pin). Inoltre, sono state previste la fornitura e posa di apparecchi illuminanti per diffondere luce normale e sicura e la fornitura e posa in opera di pulsanti di sgancio di sicurezza.
Per quanto riguarda la parte di Thermal Management, il data center è stato dotato di un impianto di raffrescamento esterno a tutt’aria ad altissima efficienza, innovativo nel suo insieme in quanto comprende free cooling indiretto, integrazione di raffreddamento evaporativo e sistema ad espansione diretta. È inoltre presente un impianto di trattamento acqua per il reintegro del sistema di raffreddamento evaporativo implementato dall’installatore. Infine, ci sono reti di scarico per i nuovi impianti e, altresì, un impianto di condizionamento per il locale UPS realizzato con unità perimetrale ad espansione diretta e condensatore esterno in copertura.
L’impianto antincendio per il data center è basato su tecnologia Novec che consente la salvaguardia del materiale IT e la maggior sicurezza del personale. All’interno del data center è stato installato un impianto automatico a gas inerte che, in caso di incendio, riverserà il gas nella sala IT, abbassando la concentrazione di ossigeno ed estinguendo così le fiamme. L’impianto è stato accoppiato a un sistema di ventilatori e serrande, azionabile manualmente una volta estinto l’incendio per permettere il lavaggio del locale. Nei spazi in cui sono previste apparecchiature elettroniche sono stati installati almeno 2 estintori a CO2.
Come sottolineato in una nota stampa dal Prof. Marco Aldinucci, Dip. Informatica Università di Torino: «La soluzione di Vertiv ci ha consentito di ottenere una sostanziale riduzione della complessità relativa all’impianto di raffreddamento e innumerevoli vantaggi quali: assenza di tubazioni e acqua all’interno del locale data center con conseguente aumento della sicurezza; riduzione del rumore; riduzione dei tempi di implementazione; aumento dello spazio per i Rack (quindi molto più spazio per l’installazione dei Server dedicati a HPC, AI e BDA) all’interno dello stesso perimetro del data center; maggiore sicurezza dell’infrastruttura IT».
I plus per punti
- Ottenimento di una climatizzazione efficace e altamente efficiente dal punto di vista energetico grazie alla combinazione di tre modalità di raffreddamento.
- Realizzazione di uno scambio in tempo zero tra l’alimentazione da rete e il gruppo elettrogeno che garantisce la continuità di funzionamento del data center.
- Alimentazione di tutto il carico elettrico del data center per 12 ore che protegge l’infrastruttura di calcolo da sostanziali interruzioni dell’alimentazione elettrica da rete.
- Modularità realizzata attraverso l’espansione dell’UPS fino a 250kW di capacità.
- Ottenimento di una ridondanza N+1, grazie all’installazione in parallelo di un secondo UPS con le medesime caratteristiche del primo.
- Monitoraggio remoto preventivo 24/7 e assistenza in loco garantita entro le 4 ore in caso di necessità.
Ancora secondo il Prof. Aldinucci: «Il nuovo data center doveva essere progettato secondo i più innovativi sistemi, sia per il raffreddamento che per l’alimentazione in continuità e rispondere ai parametri più stringenti in fatto di consumo energetico e impatto ambientale. I criteri sui quali ci siamo concentrati sono stati: predisporre un sistema TIER III con un basso impatto strutturale interno al data center; garantire la riduzione dei consumi energetici per l’infrastruttura di raffreddamento e alimentazione in continuità; predisporre un’infrastruttura smart e ampliabile; assicurare un valore pPUE per il raffreddamento del data center inferiore al valore 1,1. Le soluzioni e i servizi di Vertiv hanno risposto perfettamente a ogni requisito».
Infine, come concluso da Stefano Mozzato, Country Manager di Vertiv Italia: «Uno degli elementi distintivi che è stato riconosciuto nella soluzione proposta è l’estrema silenziosità nei locali adiacenti: le pareti vetrate trasparenti mantengono un livello di impatto sonoro molto basso e, allo stesso tempo, delimitano il CED pur permettendo a docenti e studenti di vederlo. Anche sul tetto si registra un impatto sonoro molto basso: essendo l’edificio situato a Torino in un centro molto affollato, l’Università ha ritenuto fondamentale scegliere una soluzione innovativa come Vertiv Liebert EFC per non impattare sull’inquinamento acustico. Quindi CED con awareness di impatto ambientale contenuto, ma senza ridurre le necessità di progetto: HPC4AI e silenziosità sono rette parallele che abbiamo fatto incontrare».
