Inbetriebnahme eines neuen Rechenclusters

Neue Rechenleistung für wissenschaftliche Simulationen am Fraunhofer INT

Simulationsrechnungen werden ein immer wichtigerer Bestandteil der wissenschaftlichen Arbeit. Sie lassen sich für vielfältige Aufgaben einsetzen, von der Planung eines Experiments bis zur Datenauswertung. Auch lassen sich numerische Experimente durchführen, die im Labor unmöglich wären.

Zum Aufbau eines neuen Clusters für wissenschaftliche Simulationsrechnungen wurden aus Mitteln des BMVg-Investitionsprogramms vier neue Rechenknoten beschafft. Diese wurden zusammen mit dem bereits vorhandenen ersten Knoten in den neuen Rechencluster integriert. Mit diesem soll der Bedarf an Rechenleistung für wissenschaftliche Simulationsrechnungen in den nächsten Jahren gedeckt werden. Die Anwendungsgebiete sind hauptsächlich Simulationen zum Transport und der Wechselwirkung von Strahlung mit Materie und Berechnungen der Ausbreitung von elektromagnetischen Feldern. Die vorhandenen 50 Prozessorkerne und 1,3 TB Hauptspeicher konnten mit den neuen Knoten nun um weitere 320 Prozessorkerne und 8 TB Hauptspeicher ergänzt werden. Nach der initialen Inbetriebnahme und Integration in die IT-Infrastruktur des Instituts wurden die Konfiguration und die Software der Rechenknoten optimiert, um eine möglichst hohe Rechenleistung zu erreichen.

Schließlich konnte so mit den vier neuen Knoten des Clusters eine Leistung von 16 Billionen Gleitkommaoperationen pro Sekunde (FLOPS) im Linpack-Benchmark erreicht werden, etwa 7-mal so viel wie mit dem ersten Rechenknoten.

Der Linpack-Benchmark wird u. a. genutzt, um die weltweit leistungsfähigsten Computer miteinander zu vergleichen. Bis zum Jahre 2002 wäre der neue Cluster des Fraunhofer INT in diesem Vergleich der schnellste Supercomputer der Welt gewesen. Diese Rechenleistung ist für die aktuellen Aufgaben am Fraunhofer INT ausreichend. Im Laufe des Optimierungsprozesses konnten zudem viele nützliche Erkenntnisse darüber gewonnen werden, auf welche Weise sich die späteren Simulationen mit möglichst hoher Leistung durchführen lassen. Der Rechencluster steht nun für wissenschaftliche Simulationsrechnungen und weitere Aufgaben zur Verfügung.

Ergebnisse des Linpack Benchmarks für unterschiedliche Problemgrößen. Der Cluster erzielte zuerst bis zu 14.7 TeraFLOPS, nach den Optimierungen bis zu 16 TeraFLOPS. Insbesondere für mittlere Problemgrößen wirken sich die Optimierungen äußerst positiv aus.