Ein ausgeklügelte Warmwasser-System kühlt die Supercomputer im Lehmann-Zentrum Dresden – und heizt nebenbei die Nachbarinstitutem, aber auch Wohnungen in der Stadt. Und weil der Komplex noch wächst, ist künftig mit zusätzlichen Ökowärme-Lösungen zu rechnen. Visualisierung: KI Gemini, Prompt und Basisfoto: Heiko Weckbrodt
Wenn TU-Forscher KIs trainieren und Daten analysieren, heizt Rechenkraft nebenher Institute und Wohnungen
Dresden, 02.04.26. Der Supercomputer- und Softwareforschungskomplex auf dem Campus der Dresdner Exzellenz-Uni wächst: Nach der TU-Informatikfakultät, dem 2015 fertiggestellten Lehmann-Rechenzentrum (LZR), dem Neubau für das „DLR-Institut für Softwaremethoden zur Produkt-Virtualisierung“ und der neuen Großwärmepumpe gießen Arbeiter demnächst auch die Fundamente für das 101 Millionen Euro teure „Lehmann-Zentrum-Bürogebäude“ (LZB), gelegentlich auch „Lehmann-Zentrum II“ genannt.
In Vordergrund der Großwärmepumpen-Neubau, im Hintergrund das Lehmann-Supercomputerzentrum der TU Dresden. Dazwischen die Baustelle für das Lehmannzentrum II. Foto: Heiko Weckbrodt
Boden für „Zentrum für interdisziplinäre Digitalwissenschaft“ ist bereitet
Der künftige Fünfgeschosser soll das „Center for Interdisciplinary Digital Sciences“ (CIDS) beherbergen. Darin forschen ab Ende 2029 rund 600 Wissenschaftler an neuen Generationen „Künstlicher Intelligenzen“ (KI), Datenanalyse, neuen Rechnerwolken und dezentralen „Edge“-Lösungen. Der Neubau komplettiert den Lehmann-Subcampus auf dem TU-Gelände südlich der Nöthnitzer Straße. Benannt ist diese Teilcampus nach dem Dresdner Computer-Pionier Prof. Nikolaus Joachim Lehmann, der unter anderem mit dem D4a einen der ersten Personalcomputer weltweit entwickelte.
Das Lehmann-Rechenzentrum Dresden beherbergt neben den eigenen Rechnern der TU Dresden auch Cara vom DLR und weitere Supercomputer. Foto: Heiko Weckbrodt
Lehmann-Rechenzentrum der Exzellenz-Uni beherbergt immer mehr Supercomputer – eigene und „fremde“
Technologisches Herzstück dieses Subcampus ist das Lehmann-Rechenzentrum, das auf 1250 Quadratmetern klimatisierter Rechnerfläche unter anderem die eigenen Supercomputer der Uni beherbergt, den neuartigen Neurorechner „Spinncloud“, einige Computer außeruniversitärer Forschungsinstitute sowie seit neuestem den DLR-Superrechner „Cara“. Demnächst kommt noch ein eigener KI-Rechner der TU Dresden dazu. Mindestens zeitweise beherbergt das Lehmannzentrum auch den – noch kleinen – Supercomputer des neuen Deutschen Großforschungszentrums für Astrophysik (DZA), das derzeit in Görlitz entsteht, aber in der Lausitz noch keine eigenen Rechenzentren hat.
Blick von der Supercomputer-Etage im Lehmann-Zentrum Dresden hinunter in den Infrastruktur-Keller. Foto: Heiko Weckbrodt
Technikkeller hält Elektronenhirne bei Laune
Damit verknüpft sind im Gebäude einerseits Büros im Obergeschoss, andererseits eine aufwändige unterirdische Infrastruktur, um die Superrechner stabil mit „sauberem“ Strom zu versorgen und zu überwachsen, vor allem aber die besondere Warmwasserkühlung der Elektronenhirne abzusichern. So befindet sich unter der Rechneretage eine Art „Subfab“ mit Stromleitungen, Wasserrohren und Sensorblöcken. Schwungradspeicher dienen hier als Energiepuffer, um die üblichen kleinen Schwankungen von Stromnetzen zu nivellieren und die empfindlichen Superrechner mit geglätteten, also „sauberen“ Strom zu beliefern.
Kühlen mit Warmwasser statt Luft ermöglicht Ökowärmenetze
Zudem haben die Dresdner Experten fürs Hochleistungsrechnen beizeiten auf Warmwasser-Systeme statt der früher – und anderswo teils noch heute – üblichen Luftkühlung für Supercomputer gesetzt. Das Kühlwasser fließt hier nicht etwa eiskalt in die Computer, sondern aus Effizienzgründen leicht vorgewärmt. Dabei umströmt 35 Grad warmes Wasser jene Prozessoren und anderen Bauteile, die bei hoher Rechenlast sehr heiß werden können. Durch diese thermische Energie erwärmt sich das Wasser während der Passage durch die Supercomputer auf etwa 50 Grad. Das fließt durch Wärmetauscher. Wenn das Wasser dann immer noch zu warm ist, fließt es weiter in Flüssigkeits-Speichertanks auf dem Dach, wo die Umgebungstemperatur außer an besonders heißen Augusttagen immer ausreicht, um das Kühlmittel wieder auf 35 Grad oder niedriger zu drücken.
Physiker haben rund um die Uhr Bedarf an Wärme
Was aber geschieht mit der thermischen Energie, die die Wärmetauscher abgezweigt haben? Sie speisen damit ein Nahwärme-Netz. Das wiederum heizt das benachbarte DLR-Institut, den nahen Kronebau der Photophysiker – deren Labore rund um die Uhr Wärme brauchen – sowie künftig auch den neuen Lehmann-Bürokomplex.
Zusammen kommen die drei Großwärmepumpen auf dem Dresdner TU-Campus auf 3,9 Megawatt Leistung. Foto: Heiko Weckbrodt
Großwärmepumpen machen Superrechner-Abwasser fit fürs Fernwärmenetz
Einen weiteren, tendenziell steigenden Teil der thermischen Energie zwacken aber seit kurzem drei Großwärmepumpen von „Sachsenenergie“ ab. Sie bringen das Wasser auf etwa 90 Grad und leiten es dann in das Dresdner Fernwärmenetz. Was nichts anderes heißt als: Je stärker die Forscher auf dem Uni-Campus ihre Supercomputer mit komplizierten Simulationen, KI-Schulungen und ähnlichen Rechenaufgaben knechten, umso mehr Wohnungen im Stadtgebiet heizen sie nebenher damit. „Sachsenenergie“ rechnet mit 24.000 MWh Fernwärme pro Jahr, die sie auf diesem Wege vergleichsweise umweltfreundlich vom Hochleistungsrechenzentrum an der Nöthnitzer Straße abzweigen können. Und da der Lehmannkomplex immer mehr und immer leistungsfähigere Supercomputer beherbergt, ist mit einer wachsenden Ausbeute an „erneuerbarer“ Wärme zu rechnen.
Autor: Heiko Weckbrodt
Quellen: Vor-Ort-Besuch, TUD, Oiger-Archiv, Wikipedia
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