20/15
29. Juni 2015

Am , den 29. Juni 2015, wurde am Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften (BAdW) die Inbetriebnahme der Phase 2 des Höchstleistungsrechners „SuperMUC“ gefeiert.

Mit dem Drücken des roten Knopfes im Rechnergebäude des LRZ nehmen Dr. Ludwig Spaenle, Bayerischer Staatsminister für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst, Stefan Müller, Parlamentarischer Staatssekretär bei der Bundesministerin für Bildung und Forschung, Prof. Dr. Karl-Heinz Hoffmann, Präsident der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, Prof. Dr. Arndt Bode, Vorsitzender des Direktoriums des LRZ der BAdW, Martina Koederitz, Vorsitzende der Geschäftsführung der IBM Deutschland GmbH, und Christian Teismann, Vice President and General Manager, Global Account Business Lenovo, die wie geplant in einer Phase 2 installierte Erweiterung des SuperMUC am LRZ auf die doppelte Leistung in Betrieb.

Gleiche Leistung auf einem Viertel der Fläche

Der am 20. Juli 2012 in Betrieb genommene Höchstleistungsrechner „Super-MUC“ am LRZ wurde wie geplant in den vergangenen Monaten in einer „Phase 2“ ausgebaut. Zu den vorhandenen 155.000 Rechenkernen kamen weitere 86.016 Rechenkerne in 6.144 Prozessoren, basierend auf der neuesten Intel-Technologie mit Intel Xeon E5-2697 v3, hinzu. Die bisherige theoretische maximale Rechenleistung von 3,2 Petaflops wurde dadurch um weitere 3,6 Petaflops erhöht. Das Kommunikationsnetz von Phase 2 basiert auf Mellanox FDR14- und ConnectIB-InfiniBand-Technologie. Der bisherige Hauptspeicher von 288 Terabyte wird um weitere knapp 200 Terabyte erweitert.

Außerdem werden weitere 7,5 Petabyte SAN/DAS-Speicher den Nutzern zur Verfügung gestellt. Dabei kommen GPFS Storage Server (GSS) zum Einsatz, die IBM Spectrum Scale-Technologie mit Lenovo System x-Servern kombinieren, um circa 5 Petabyte Daten über die verteilte Umgebung mit einer aggregierten Bandbreite von 100 Gigabyte/s zu verwalten.

SuperMUC Phase 2 wird auch weiterhin Höchstleistung bereitstellen, ohne besondere Anpassungen an Rechenbeschleuniger, so genannte Acceleratoren, zu benötigen. Damit können die existierenden Programme ohne große Änderungen weiterlaufen.

Die neue Erweiterung macht den anhaltenden Fortschritt der Hardwaretechnik erlebbar. Die gleiche Rechenleistung wie vor drei Jahren benötigt jetzt nur noch ein Viertel der Fläche von damals.

Energieeffizienz bleibt entscheidender Vorteil

SuperMUC bleibt einer der energieeffizientesten Rechner der Welt. Auch die Erweiterung wird mit der bereits in Phase 1 bewährten und vom menschlichen Blutkreislauf inspirierten Warmwasserkühlung betrieben, die von IBM Wissenschaftlern entwickelt wurde. Die Prozessoren, der Hauptspeicher und weitere Komponenten werden dabei über ein Netzwerk aus Mikrokanälen direkt mit bis zu 45 Grad Celsius warmem Wasser gekühlt. Es sind deshalb keine Kompressi-onskühlwerke notwendig. Durch die innovative Warmwasserkühltechnologie wird der Gesamtenergieverbrauch des Rechners um 40% reduziert und die ent-stehende Abwärme kann direkt für die Gebäudeheizung verwendet werden. SuperMUC wird so im Vergleich zu einem Computer mit konventioneller Kühlung mehrere Millionen Euro an Betriebskosten pro Jahr einsparen.

Darüber hinaus bieten die neuen Prozessoren weitere Möglichkeiten, die Taktung an die Erfordernisse der Rechnung anzupassen. So kann bei allen Rechnungen die Arbeitsfrequenz des Prozessors herabgesetzt werden, um bei nur geringer Verlängerung der Rechenzeit viel Energie einzusparen. Dabei wird ein automatisches Optimierungswerkzeug eingesetzt, so dass der Anwender keine eigenen Optimierungsschritte vornehmen muss. Diese Automatisierung der Mechanismen zum Energiebewussten Betrieb von Rechenzentren ist Voraussetzung für eine breite Akzeptanz bei den Nutzern, nicht nur in der Wissenschaft.

„Die neuesten Möglichkeiten auszunutzen, Höchstleistungsrechnen mit minimalem Energieaufwand zu betreiben, sind für uns unverzichtbar, um auch für die Zukunft diese Technologie in Deutschland betreiben zu können. Im praktischen Alltag für die besten Forscher die vielseitigste Rechnertechnologie bei vertretbarem Kosten-, und das heißt vor allem Energieaufwand, anbieten zu können, ist und bleibt unser gemeinsames Ziel. Mit SuperMUC haben wir weltweit neue Maßstäbe gesetzt. Diesen erfolgreichen Weg setzen wir mit der Erweiterung fort.“, erklärt Arndt Bode, Leiter des LRZ.

SuperMUC ermöglicht herausragende Forschungen

Bereits in den ersten zwei Jahren seines Betriebs hat SuperMUC herausragende Forschungen ermöglicht. Neben der Fortsetzung früherer Arbeiten zur Simula-tion des Blutstroms durch Gefäße oder des Luftstroms durch die Lunge und der Berechnung des Einflusses der rätselhaften dunklen Materie auf die Entstehung unseres Universums wurden viele neue, großartige Projekte begonnen. So gelang es, die Simulation des Erdinneren mit einer extrem hohen Ausnutzung der Rechenleistung durchzuführen. Mit dem Programm SeisSol wurden die Vibrati-onen innerhalb des geometrisch sehr komplizierten Vulkans Merapi auf der Insel Java simuliert. Dabei führte SuperMUC 1,09 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde durch. SeisSol konnte diese ungewöhnlich hohe Rechenleistung über die gesamte Laufzeit von drei Stunden halten und nutzte dabei alle Rechenkerne des SuperMUC.

Zuvor war es bereits gelungen, unter Nutzung aller Rechenkerne die bis dahin größte Simulation der Dynamik molekularer Systeme durchzuführen. Mit dem Programm „ls1 mardyn“ konnte erstmals die riesige Zahl von 4,125 Billionen Teilchen bei ihren Bewegungen berechnet werden. Damit wurde der alte Rekord auf das Vierfache erhöht.

Ein besonders schönes Beispiel für ausgezeichnete Wissenschaft, die erst durch die Zusammenarbeit vieler internationaler Gruppen aus verschiedenen Diszipli-nen und mithilfe des SuperMUC möglich wird, ist die Erforschung des Insektenstammbaums im Rahmen des 1KITE-Projektes, die vom Wissenschaftsmagazin „Science“ mit der Titelseite seiner Ausgabe vom 7. November 2014 gewürdigt wurde. Auch für eine Neuordnung des Stammbaums der Singvögel waren umfangreiche Genomvergleiche auf dem SuperMUC nötig. Diese Forschun-gen stellte Alexandros Stamatakis, Professor für High Performance Computing in den Lebenswissenschaften am Karlsruher Institut für Technologie und Leiter der Gruppe „Scientific Computing“ am Heidelberger Institut für Theoretische Studien, in seinem Vortrag „Evolutionsbiologie auf dem SuperMUC“ vor.

Die Unterstützung der Entwicklung der Anwendungen SeisSol und 1KITE durch mehrjährige Förderung aus dem Bayerischen Kompetenznetzwerk für wissenschaftliches Höchstleistungsrechnen KONWIHR durch die Bayerische Staatsregierung zeigt, wie erfolgreich die anhaltende Forschungsförderung von regionalen Gruppen auf international führendes Niveau sich auswirkt.

LRZ untermauert seine Stellung im Höchstleistungsrechnen

„Mit diesem Rechner untermauert das Leibniz-Rechenzentrum seine führende Stellung im wissenschaftlichen Höchstleistungsrechnen in Deutschland sowie im europäischen und im weltweiten Maßstab“, sagte Bayerns Wissenschaftsminister Dr. Ludwig Spaenle bei der Feier anlässlich der Inbetriebnahme der Phase 2 des SuperMUC. Die Finanzierung der Investitions- und Betriebskosten des SuperMUC teilen sich das Land Bayern und der Bund je zur Hälfte über das Gauss Centre for Supercomputing e.V. (GCS); für die Jahre 2015-2017 (Phase 2) sind dies insgesamt etwa 49 Millionen Euro. Darüber hinaus fördert der Freistaat weitere begleitende Projekte im Kompetenznetzwerk für Wissenschaftliches Höchstleistungsrechnen in Bayern KONWIHR.

Über GCS, den nationalen Verbund der drei Höchstleistungsrechenzentren in Garching (LRZ), Jülich (JSC) und Stuttgart (HLRS), steht SuperMUC Anwendern aus Deutschland und über PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe) auch aus Europa zur Verfügung.

Bilder, die Sie für Ihre Veröffentlichung benutzen dürfen, können Sie ab dem späten Nachmittag von unserer Webseite www.lrz.de/supermuc-phase2 kosten-los herunterladen. Dort finden Sie auch Links zu allen technischen Details des SuperMUC, weiteren Informationen und einer Animation.

Über die auf dem SuperMUC erzielten Forschungsergebnisse aller Projekte berichtet das LRZ in https://www.lrz.de/services/compute/supermuc/magazinesbooks/

Kontakt: Dr. Ludger Palm, LRZ, presse@lrz.de, 089/35831-8792

Das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften auf dem For-schungscampus in Garching ist der Dienstleister auf dem Gebiet der Informationsverarbeitung für die Münchner Hochschulen. Es stellt mit dem Münchner Wissenschaftsnetz (MWN) eine leistungsfähige Kommunikationsinfrastruktur für die Wissenschaften bereit und betreibt umfangreiche Datensicherungssys-teme (Archivierung und Backup). Darüber hinaus ist das LRZ nationales Supercomputing Centre und Teil des Gauss Centre for Supercomputing, das von den drei nationalen Höchstleistungsrechenzentren (Garching, Jülich, Stuttgart) gebildet wird.