Forschungszentrum Jülich holt „Blue Gene“ nach Deutschland

Das erste IBM Blue Gene Supercomputer-System in Deutschland steht im Forschungszentrum Jülich. Der Rechner ist soeben vom dortigen Zentralinstitut für Angewandte Mathematik (ZAM) in Betrieb genommen worden.

Das ZAM will mit dem Supercomputer die Architektur künftiger Hochleistungssysteme untersuchen. Mit einer Spitzenleistung von 5,6 Teraflops (5,6 Billionen Fließkomma-Berechnungen pro Sekunde) und einem Linpack-Benchmark-Wert von 4,7 Teraflops belegt das deutsche Blue Gene-System namens JUBL Platz 60 auf der aktuellen Top-500-Liste der weltweit schnellsten Supercomputer.

Der Rechner besteht aus 1024 Rechenknoten. Jeder Knoten enthält zwei IBM-PowerPC-Prozessoren. Je nach Anwendung können die Knoten in zwei verschiedenen Modi betrieben werden: entweder im Coprozessor-Mode, in dem eine CPU ausschließlich für die Kommunikation verwendet wird, oder im Virtual-Node-Mode, in dem auf beiden Prozessoren unabhängige Tasks ausgeführt werden. Darüber hinaus ist das System ausgestattet mit 64
Ein-/Ausgabe-Knoten mit je einem externen 1-GBit/s-Ethernet-Anschluss.

„JUBL unterstreicht die Spitzenstellung Jülichs im Supercomputing“, meint Professor Thomas Lippert vom Forschungszentrum. Schon heute nutzen 150 Benutzergruppen aus ganz Deutschland die nun auf insgesamt 14,5 Teraflops gestiegene Rechenpower seines Instituts. Das ZAM habe langjährige Erfahrung mit parallelen Algorithmen und Software-Werkzeugen für verschiedenste Forschungsfelder, so Lippert. Dadurch werde Portierbarkeit und Effizienz von Anwendungen gewährleistet. So sollen künftig Anwendungen aus der Bio- und Astrophysik auf JUBL (Jülicher Blue Gene/L) laufen. Struktur und Dynamik von Atomkernen könnten genauso wie bio- und geochemische Kreisläufe im Ozean mit dem Superrechner berechnet werden.

Der deutsche Blue Gene arbeitet mit fünf verschiedenen Verbindungsnetzwerken. Für die Anwendungen wichtig ist das 3D-Torus-Netzwerk, für kollektive Operationen wird eine Tree-Topologie genutzt. Das Verbindungsnetzwerk hat eine maximale Latenzzeit von 6,4 Mikrosekunden und eine aggregierte Bandbreite von 2,1 Gigabyte/s pro Knoten.

Auf den Rechenknoten läuft jeweils ein kompakter Linux-Kernel, auf den Ein-/Ausgabe-Knoten ein vollständiges Linux-Betriebssystem. Für den Betrieb, den Benutzerzugriff und die Programmierumgebung sind vorläufig zwei kleinere IBM Systeme mit Suse-Linux als Vorrechner installiert.

Im ZAM des Forschungszentrums Jülich profitieren insbesondere hoch skalierende parallele Anwendungen von der Architektur des Blue Gene. In Europa ist Blue Gene bereits an mehreren Stellen im Einsatz. So stellen Wissenschaftler der niederländischen Universität Groningen mit dem Supercomputer Forschungen zum Urknall an. In der Schweiz wollen die Forscher der Ecole Polytechnique Federale de Lausanne Teile des
menschlichen Gehirns mit Blue Gene simulieren.

In Jülich arbeiten 4300 Mitarbeiter der Disziplinen Physik, Chemie, Biologie, Medizin und Ingenieurwissenschaften in den Bereichen Materie, Energie, Information, Leben und Umwelt eng zusammen. Das Ziel sind langfristige, grundlagenorientierte Beiträge zu Naturwissenschaft und Technik ebenso wie konkrete technologische Anwendungen für die Industrie.