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03.06.2009 Rudolf Felser

So tickt Supercomputer Leo II

Mitte Mai nahm die Uni Innsbruck den leistungsstärksten Supercomputer in Betrieb, der der Wissenschaft in Österreich zur Verfügung steht.

Mitte Mai nahm die Universität Innsbruck den eigenen Angaben zufolge leistungsstärksten Supercomputer in Betrieb, der der Wissenschaft in Österreich zur Verfügung steht: Leo II. Die Maschine basiert dabei auf Standardkomponenten von IBM und Intel.

Leo II vereint 1.008 Prozessorkerne und bildet einen gewaltigen Cluster. Der Supercomputer dient für wissenschaftliche Berechnungen, darunter eine Simulation der Astrophysik, die fünf Billionen Rechenoperationen pro Sekunde anstellt und das über einen Zeitraum von mehreren Wochen.

Die 126 Rechenknoten mit insgesamt 1.008 Cores sind Intel Xeon-Prozessoren mit 2,5 GHz Taktrate und je 32 Gigabyte Hauptspeicher – Elemente, wie sie auch in einem normalen Server vorkommen, wenn auch nicht in dieser Menge. Genau hier setzt die Innovation an: Welche technisch ausgereifte Lösung unterstützt gleichzeitig die Kühlung dieser Vielzahl an Prozessoren und senkt dabei auch noch den hierzu nötigen Strombedarf?

Die Architektur von IBM dafür heißt iDataPlex. Die Prozessoren sitzen in schmalen Rechner-Einheiten, die auf dem IBM System x basieren, der IBM-Produktlinie für Intel-Server. Die schmalen Rechner ähneln Blades und wie bei einem Blade-Server stecken sie in einem speziellen Rack mit gemeinsamen Funktionen für Kühlung und Stromversorgung. Als Betriebssystem des Clusters kommt CentOS 5.2 zum Einsatz. Die Architektur kombiniert die Vorteile von System x, Blade-Technologie und Clustering.

Auf dem Markt sind die iDataPlex-Systeme seit ungefähr einem Jahr, gedacht waren sie ursprünglich für den Betrieb stark frequentierter "Web-2.0"-Sites wie Facebook oder Myspace. Aus Sicht von IBM sind sie aber auch für andere Aufgaben wie komplexe Finanzanalysen, Video-Rendering oder eben HPC (High Performance Computing) geeignet.

ERSTER IBM IDATAPLEX ÖSTERREICHS Leo II ist der erste IBM iDataPlex in Österreich. Das Konzept für seinen Aufbau stammt von EDV- Design IT, einem Unternehmen mit Sitz in Wien, das sich auch auf High Performance Computing spezialisiert hat. Die Spezialisten bauten die "Höllenmaschine" aus zwei iDataPlex-Racks plus einem dritten Rack für die Infrastruktur, das 40 Terabyte Storage und einen zentralen Infiniband-Switch umfasst.

Wie Martin Vlcsek, Prokurist von EDV-Design IT, verdeutlicht: "Wir haben das Design der gesamten Anlage auf die Bedürfnisse eines High Performance Clusters angepasst. Ergebnis ist ein optimiertes System mit Wasserkühlung, das um 25 Prozent weniger Energie verbraucht als eine vergleichbare Blade-Server-Lösung und sogar um 50 Prozent weniger Energie als herkömmliche Rack-Server." Weniger Energieverbrauch bedeute weniger Kühlung. Leo II sei somit der energieeffizienteste Cluster Österreichs.

Michael Fink, dem die Leitung der Client-Server-Abteilung am ZID der Universität Innsbruck obliegt, bricht das auf harte Zahlen herunter: "Diese IBM iDataPlex Lösung erreicht eine deutliche Reduktion des Betriebsaufwands, allein an Stromkosten sparen wir in drei Jahren bis zu 70.000 Euro ein."

INFINIBAND UND GENERAL PARALLEL FILE SYSTEM Als Verbindung zwischen den Prozessoren richtete EDV-Design IT ein Netz mit Infiniband ein. Kombiniert mit dem Dateisystem des Clusters, IBM General Parallel File System, kann Infiniband seine Bandbreite voll ausnützen: "Mit General Parallel File System und Infiniband erzielen wir einen Datendurchsatz von mehr als 1.200 Megabyte pro Sekunde", erklärt Walter Sklenka, Technical Consultant von EDV-Design IT. Infiniband vernetzt die einzelnen Prozessoren untereinander, stellt aber auch die Verbindung zwischen Cluster und Storage her.

Damit erweise sich der Supercomputer der Universität Innsbruck als Vorbild dafür, wie auch im geschäftlichen Umfeld maximale Rechenleistung zu günstigen laufenden Kosten machbar werde, so EDV-Design IT in einer Aussendung. Die über eine halbe Million Euro "günstige" Anlage wurde mit Mitteln aus dem Uniinfrastrukturprogramm des Bundes finanziert. (pi/rnf)

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