Supercomputer SuperMUC erreicht in neuer Ausbaustufe 6,4 Petaflops

Der Höchstleistungsrechner des Leibniz-Rechenzentrums in Garching bei München soll Anfang 2015 diese Ausbaustufe erreichen. Der Hauptspeicher wird auf 538 Terabyte erweitert. IBM und der Betreiber wollen durch den Ausbau der existierenden Warmwasserkühlung zudem die Energieeffizienz verbessern.

Das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften in Garching bei München und IBM haben einen Vertrag über den Ausbau des Hochleistungsrechners SuperMUC unterzeichnert. Bis 2015 soll er auf eine Leistung von 6,4 Petaflops aufgerüstet werden. Schon zur Inbetriebnahme am 20. Juli 2012 galt das System mit damals 2,9 Petaflops als schnellster Rechner Europas.

Zu den vorhandenen 155.656 Prozessorkernen kommen mit der Erweiterung weitere 74.304 hinzu. Dabei handelt es sich um die zu dem Zeitpunkt dann neuesten Intel-Xeon-CPUs. Der Hauptspeicher des Supercomputers wird von derzeit 340 auf 538 Terabyte erweitert. Zu den bisher 12 Petabyte Hintergrundspeicher kommen weitere 9 Petabyte hinzu. Unterm Strich verdoppelt sich dadurch die Spitzenrechenleistung.

Die Kosten für den Ausbau einschließlich der Wartungs- und Energiekosten betragen 34 Millionen Euro. Diese tragen das Land Bayern und der Bund je zur Hälfte. Im Rahmen des nationalen Verbundes Gauß Zentrum für Supercomputing (GCS) können Wissenschaftler in Bayern, Deutschland und über PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe) auch Wissenschaftler in 25 europäischen Staaten die Anlage nutzen.

Die Höchstleistungsrechner des LRZ unterstützen Wissenschaftler aus vielen Fachbereichen vor allem bei der Grundlagenforschung. So werden etwa Simulationen der Entwicklung des Universums, der Ausbreitung von Erdbebenwellen, die Modellierung des Erdinneren und die Strömungseigenschaften ganz unterschiedlicher technischer und natürlicher Systeme berechnet. Die Supercomputer dienen aber auch der Untersuchung biologischer und medizinischer Fragestellungen.

„Bei der Auswahl des SuperMUC hat sich die Entscheidung für eine Rechnerarchitektur, die für ein breites Spektrum wissenschaftlicher Anwendungen geeignet ist, ausgezeichnet bewährt. SuperMUC war schon kurz nach der Inbetriebnahme vollständig ausgelastet, und es gibt bereits erste Anwendungen, die praktisch den gesamten Rechner effizient nutzen können. Insbesondere in den Bereichen Bio- und Lebenswissenschaften erwarten wir in Zukunft einen deutlich erhöhten Bedarf an Rechenleistung“, sagte Arndt Bode, Vorsitzender des Direktoriums des Leibniz-Rechenzentrums.

Bei seiner offiziellen Einweihung im Sommer 2012 war SuperMUC der leistungsfähigste Supercomputer sowohl Deutschlands als auch Europas. Inzwischen wurde er vom Höchstleistungsrechner Juqueen im Forschungszentrum Jülich abgelöst. Das ebenfalls von IBM stammende System erreicht eine Rechenleistung von bis zu 5,9 Petaflops und verfügt über 393.216 Rechenkerne. Bei Geschwindigkeit und Energieeffizienz belegte es bei seiner Inbetriebnahme den fünften Platz in den weltweiten Rankings.

Der leistungsfähigste Supercomputer ist derzeit das System „Titan“ der US-amerikanischen Oak Ridge National Laboratories. Allerdings werden sowohl Juqueen als auch SuperMUC im Gegensatz zu vielen anderen der Top-Ten-Rechner ausschließlich für zivile wissenschaftliche Zwecke genutzt.

SuperMUC sorgte bei seiner Einweihung vor allem durch das für die Kühlung entworfene Konzept für Aufsehen. Er wird nämlich nicht mit durchgeblasener Luft, sondern mit warmem Wasser gekühlt. Dies ermöglicht einerseits den Verzicht auf zusätzliche Kältemaschinen, andererseits aber auch die Nutzung der Rechnerabwärme zur Heizung der LRZ-Gebäude.

Das warme Wasser wird nicht nur an die Serverschränke, sondern bis an die Prozessoren geführt. Dadurch sind die Rechnerkomponenten im Betrieb und selbst bei mehrstündigen Abschaltungen nur geringen Temperaturschwankungen ausgesetzt, was IBM zufolge die Lebensdauer und Betriebsstabilität erhöht. Die seit Inbetriebnahme des SuperMUC beobachtete Rate an Hardwaredefekten sei für ein System dieser Größenordnung äußerst gering.

Im Zusammenspiel mit einer von IBM und LRZ speziell entwickelten Systemsoftware konnte die Leistungsaufnahme des SuperMUC weiter reduziert werden. Nach Angaben von IBM benötigt er ein Drittel weniger Energie als vergleichbare Systeme mit herkömmlicher Kühlung.

[mit Material von Peter Marwan, ITespresso.de]

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