TU Chemnitz rüstet sich mit einem massiv-parallelen Hochleistungsrechner mit über 2000 AMD Opteron Prozessoren

(Auszug aus der Pressemitteilung)

Chemnitz/München – 7. Februar 2007 – Die Technische Universität Chemnitz (TU Chemnitz) und AMD nahmen heute im Rahmen eines Festaktes den neuen Hochleistungsrechner für wissenschaftlich-technische Simulationen in den Natur- und Ingenieurwissenschaften sowie für Optimierungen realitätsnaher Probleme im nichttechnischen Bereich in Betrieb. Auf 538 Serverknoten wurden 2 152 AMD Opteron Prozessoren der nächsten Generation (Revision F) installiert. Die TU Chemnitz investierte rund 2,64 Mio. Euro zuzüglich einer dazu notwendigen Baumaßnahme und Kälteversorgung im Wert von 1,7 Mio. Euro. Der als Chemnitzer Hochleistungs-Linux-Cluster (CHiC) bezeichnete Supercomputer dient dazu, die Universität auf dem Gebiet „Modellierung, Simulation und Hochleistungsrechnen” weiterhin zu profilieren. Darüber hinaus erlaubt er der TU Chemnitz, auf internationalem Spitzenniveau im Bereich der rechnergestützten Wissenschaften (Computational Science) forschen und lehren zu können. Ein eigens dafür gegründetes „CHiC-Konsortium“, bestehend aus mehr als 23 Professoren aller Fakultäten, trägt unter Leitung von Professor Wolfgang Rehm die Projektverantwortung für das System.

Für die Ausstattung mit AMD Opteron Prozessoren war deren hervorragende Ausgewogenheit von Rechenleistung, Speicher- und Kommunikationsbandbreite wie auch das sehr gute Preis-Leistungs-Verhältnis ausschlaggebend. So unterstützen AMD Opteron basierte Clustersysteme in Verbindung mit entsprechender Hochgeschwindigkeits-Kommunikationstechnologie, im vorliegenden Fall InfiniBand, die Skalierung von Anwendungen optimal. Von großem Vorteil für zukünftige geplante Erweiterungen des Clusters mit rekonfigurierbaren Bausteinen ist die HyperTransport-Schnittstelle auf den IBM-basierten Serverboards der Computerknoten.

„Das Betriebskonzept wurde aus Ersparnisgründen auf Eigenbetrieb und weitgehende Eigenwartung ausgelegt“, so Professor Rehm. „Die beinahe schon legendäre Zuverlässigkeit der AMD64 Technologie garantiert einen stabilen und wirtschaftlichen Betrieb, der für den technisch-wissenschaftlichen Bereich enorm wichtig ist.“

Zusätzliche Einsparungen werden mit der AMD PowerNow!™ Technologie mit optimiertem Energie-Management (Optimized Power Management – OPM) erzielt. Die AMD PowerNow! Technologie mit OPM senkt den Energieverbrauch in Rechenzentren, indem die Leistungsaufnahme der Prozessoren über Energiesparmodi dynamisch der gerade anfallenden Arbeit angepasst wird. So lässt sich z.B. im Idle-Mode der Energiebedarf (oder Stromverbrauch) der CPU um 75 Prozent senken. Zudem skalieren Opteron Systeme mit zunehmender Anzahl von Cores fast linear, während der Preisunterschied zwischen Single-Core, Dual-Core und Quad-Core im Systempreis sehr gering ist. Somit lassen sich identische Aufgaben von weniger Servern bewältigen und die Betriebskosten senken.

“Dank der engen Zusammenarbeit zwischen der TU Chemnitz und AMD erzielt CHiC maximale Performance, ohne dass die Kosten für den Energieverbrauch und die Kühlung exzessiv sind”, erklärt Francesco Torricelli, Worldwide High Performance Computing Manager bei AMD. “Die AMD Opteron Prozessoren bilden die optimale Plattform für industrieweit führende Leistung pro Watt, verbesserte x86-Virtualisierung und einen nahtlosen Upgrade-Pfad für Quad-Core-Prozessoren in 2007, woraus nochmals signifikante Verbesserungen bei der TCO resultieren werden.“

TU Chemnitz setzt große Erwartungen in das CHiC
„Jetzt profitieren wir von der maximal möglichen Performance des CHiC ohne zusätzliche Kosten für Stromverbrauch und Kühlung. Dank der AMD64 Technologie können wir jetzt mehr Aufgaben in einem wesentlich kürzeren Zeitrahmen abwickeln. Damit verbessern wir signifikant unsere Position im internationalen Wettbewerb des Wissens“, erklärt Professor Rehm.

Hauptnutzer werden die im CHiC-Konsortium vereinten Forscher verschiedener Fakultäten und Aninstitute sein. Die Systemarchitektur dieses Systems wurde von der Forschungsgruppe um Professor Rehm konzipiert. Als homogenes massiv-paralleles Linux-Cluster geplant, besteht es aus einem großen Compute-Komplex, den IBM Deutschland auf der Basis der neuesten IBM Produktserie „System x“ liefert. Auf 538 Serverknoten werden 2.152 AMD Opteron Prozessorkerne der nächsten Generation (Revision F) mit optimiertem Speicherinterface und Virtualisierungstechnik AMD-V eine Spitzenleistung von ca. 11 TeraFlops realisieren, das entspricht ca. 11 Billionen Fließkommaoperationen pro Sekunde. ChiC rangiert damit unter den TOP100 der Weltrangliste der stärksten Supercomputer.

Für Anwendungen der grafischen Datenverarbeitung ist zusätzlich ein Visualisierungskomplex, bestehend aus 12 Hochleistungsgrafikknoten, integriert. Der CHiC-Clustercomputer wird wassergekühlt sein, im Endausbau 18 Racks umfassen und einen völlig neu rekonstruierten Maschinenraum belegen. Ein Hochgeschwindigkeitsnetz auf Basis der InfiniBand-Technologie verbindet die Rechenknoten mit hoher Bandbreite und geringer Latenz, wodurch die Skalierung von Anwendungen wesentlich unterstützt wird. Ergänzt wird das System durch einen 60-TeraByte-Plattenspeicherkomplex von Megware Computer, Chemnitz bzw. ihrem Partner Xiranet Communications, Dresden. Als Shared-Filesystem wird das als Open Source verfügbare Lustre eingesetzt.

Allgemein wurde auf die Verwendung von Open Source sowie offener Industriestandards gesetzt. Als Betriebssystem kommt auf dem Cluster Red Hat Enterprise Linux 4 in Form von Scientific Linux 4.3 zum Einsatz.

Professor Wolfgang Rehm, Sprecher der TU Profillinie “Modellierung, Simulation und Hochleistungsrechnen”, erklärt: „Das System soll insbesondere den an der TU Chemnitz im CHiC-Konsortium vereinten Forschern die Möglichkeit bieten, die wachsende Komplexität von wissenschaftlichen Simulationen aus Physik, Chemie, Materialforschung, Engineering und Informatik beherrschen zu können. Auch die Optimierung realitätsnaher Probleme im nichttechnischen Bereich, wie beispielsweise Finanzwirtschaft und Psychologie, erfordert zunehmend größere Rechenleistung.”

Charakteristisch ist die homogene Ausrichtung des 538 Knoten umfassenden Rechenkomplexes. Damit stellt das System eine wichtige Ergänzung zu dem an der TU Dresden installierten heterogenen PC-Farmkomplex dar. Beide Universitäten planen, die Systeme miteinander zu verbinden, um im Sinne eines Grids den Anwendern die Vorteile beider Konfigurationen zugängig machen zu können.