Proposition de Stage

Ingénieur Thermique (thésard CIFRE) page1/2
Thèse BULL SAS
ETUDE THERMIQUE DES DATACENTER ET OPTIMISATION DE LA
CONSOMMATION DES SERVEURS ET DES INFRASTRUCTURES.
Contexte général :
Les applications informatiques ont demandé et demandent toujours de plus en plus de
puissance de calcul (data base, business intelligence, calcul scientifique, accès internet…).
Les serveurs ont évolués en conséquence utilisant les processeurs plus puissants et
généralisant l’utilisation d’architecture SMP (Architecture multi processeurs symétrique),
c’est la voie du «Scale-in». Les techniques de clustering permettent d’ajouter la puissance de
plusieurs serveurs élémentaires c’est la voie du «Scale-out». La puissance de calcul des
systèmes informatiques a donc continué à croître grâce à :
• l’augmentation du nombre de transistors disponibles sur une même puce qui
permet la réalisation d’architectures de processeurs plus performantes (SMP plus
performant)
• l’augmentation des fréquences d’horloge des systèmes (performances intrinsèques
du core)
• la réalisation de larges clusters (intégrant jusqu’à 10000 processeurs élémentaires)
Ces grands cluster sont surtout présents dans le HPC (High Performance
Computing)
Les deux premiers axes de progrès résultent de l’utilisation de technologies de plus en plus
fines pour la réalisation des transistors. Dans un premier temps cette évolution s’est opérée
sans augmentation significative de la dissipation, mais l’augmentation des courants de fuite
des transistors (à partir de la technologie 90nm) et la course à la fréquence ont conduit à
l’explosion de la puissance dissipée par un processeur qui aujourd’hui peut atteindre 130
watts. Cette rupture a créé un premier challenge : Comment continuer à refroidir à l’air de tels
composants dans un serveur?
Le troisième axe nécessite la création de très grandes salles de calcul, où l’on cherche à
installer le maximum de serveurs dans les trois dimensions : armoires hautes, rangées de baies
les unes à la suite des autres. L’objectif est ici d’installer le maximum de GFlops par m², ou le
maximum de connexions internet par m². La salle de calcul sera remplie jusqu’à l’atteinte de
la première limite physique : limite en volume, limite de l’alimentation électrique ou limite
dans l’évacuation des calories. Cette rupture a créé un deuxième challenge : Comment ou
jusqu’à quelle limite, maintenir un refroidissement à air dans la salle de calcul ?

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Problématiques associées :
Actuellement, la consommation de l'infrastructure d'un datacenter représente à elle seule de
70% de celles des serveurs qu'elle héberge et refroidit.
Les systèmes de ventilation traditionnels ne sont plus pertinents : Pour doubler le débit d'air il
faut multiplier par quatre la puissance des ventilateurs (ou turbines) des serveurs et des
climatiseurs. Cette surconsommation de l'infrastructure n'est compatible ni avec les «bonnes
pratiques écologiques», ni avec les nouvelles normes du green computing.
Utiliser le pouvoir caloporteur de l’eau devient une nécessité. Ce principe peut se décliner à
trois niveaux de packaging :
• Les radiateurs des processeurs
• Les serveurs : L'évacuation
• Les salles informatiques
Spectre des recherches :
Les recherches porteront sur les 3 niveaux de packaging précédemment cités.
Les activités thèse pourraient, par exemple, s’organiser de la façon suivante :
• Analyser et définition des problématiques énergétiques et de refroidissement des
datacenters.
• Définition des principes techniques qui traitent de façon pertinente la ou les
problématiques énoncées.
• Dimensionnement analytique de ces principes techniques
• Développement (ou maquettage), essais et validation (en collaboration avec les autres
membres du bureau d’Etudes Mécaniques & Thermiques.
Profil de l’étudiant :
Diplômé d’un DEA, spécialisé en Thermique & Energétique
Autonome, Rigoureux, Organisé, Tenace, Ouverture d’esprit
Première expérience Thermique & Energétique (Stages)
Maîtrise des logiciels : Thermica...
Localisation :
Les Clayes-Sous-Bois (78)
Type de contrat
: CDD
Contact :
Lionel COUTANCIER
[e-mail]