Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Forschungsprojekte zur Verringerung des Energieverbrauchs von Supercomputern am LRZ

30.07.2013
Das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften konnte in den letzten Wochen Mittel des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) in Höhe von fast einer Million Euro für Projekte einwerben, die eine der größten Herausforderungen des Höchstleistungsrechnens lösen sollen: die Begrenzung des Energieverbrauchs zukünftiger Superrechner.

Schon heute stellt der Energieverbrauch für den Betrieb und die Kühlung der Systeme eine große Herausforderung für die Betreiber von Höchstleistungsrechenzentren dar. Das LRZ beschritt mit den warmwassergekühlten Rechnern SuperMUC und CooLMUC gemeinsam mit den Herstellern Neuland. Die Erfahrungen und die Expertise des LRZ werden jetzt in die beiden vom BMBF geförderten Projekte „FEPA“ und „SIMOPEK“ eingebracht.

Das BMBF fördert in beiden Projekten insgesamt vier Projektstellen für wissenschaftliche Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen, die Fördersumme beträgt allein für das LRZ in den nächsten drei Jahren hierfür 775.000 Euro. Diese Förderung zeigt deutlich die Expertise des LRZ im Bereich „Energieeffizientes Supercomputing“, die mittlerweile nicht nur national, sondern auch international Anerkennung findet.

An den jeweiligen Projektkonsortien sind neben dem LRZ auch das Regionale Rechenzentrum der Universität Erlangen, das Fraunhofer Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen sowie die Firmen IBM, NEC und SorTech beteiligt.

Projekt SIMOPEK
Die Reduzierung des Energieverbrauchs von Rechenzentren ist heute schon ein wichtiges Thema, das mit der nächsten Supercomputer-Generation (Exascale Computing) kritisch für die Wirtschaftlichkeit wird. Das Hauptziel des Vorhabens „Simulation und Optimierung des Energiekreislaufs von Rechenzentrums-Klimatisierungsnetzen unter Berücksichtigung von Supercomputer-Betriebsszenarien“ (SIMOPEK) ist die Optimierung der Energieeffizienz von Höchstleistungsrechenzentren. Dies soll durch die Entwicklung von Methoden und Software zur Modellierung und Simulation der Energiekreisläufe unter Einbeziehung des dynamischen Systemverhaltens erfolgen. Auch neue technische Komponenten und Konzepte zur Wiederverwertung der erzeugten Abwärme werden dabei exemplarisch für unterschiedliche Technologien berücksichtigt.

Für das Projekt werden die beiden Höchstleistungsrechner SuperMUC und CooLMUC am LRZ untersucht. Diese werden mit „High Temperature Liquid Cooling“ (HTLC), also mit Warmwasserkühlung, betrieben. Der entsprechende Energiekreislauf wird im Detail untersucht und optimiert. Im Projekt wird so zum ersten Mal ein Rechenzentrum als Ganzes betrachtet, nämlich als Einheit aus seiner Infrastruktur, externen Einflussfaktoren, Rechenzentrumszielen, Betriebsszenarien und Rechnerverhalten. Einsparungen in Höhe von mehreren Millionen Euro über Fünfjahreszeiträume (Rechnerlebenszeit) scheinen in der Praxis möglich.

Das SIMOPEK-Team besteht aus innovativen Kompetenzzentren von Wissenschaft und Industrie, namentlich: LRZ, Fraunhofer Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen (SCAI), IBM Deutschland GmbH, und SorTech AG. Assoziierte Partner sind die Johnson Controls System & Service GmbH, die E.W. Gohl GmbH und das Gauss Centre for Supercomputing (GCS).

Im Anschluss an das Projekt sollen Weiterentwicklungen von SIMOPEK auch für die Planung neuer Rechenzentren eingesetzt werden, wobei insbesondere variables Lastverhalten, verschiedene Kühlungstechnologien und innovative Konzepte zur Abwärmenutzung berücksichtigt werden können. Eine Ausweitung auf weitere Anwendungen im Energiemanagement ist ebenfalls geplant.

Projekt FEPA
Während sich das Projekt SIMOPEK auf die Rechner und das Gebäude konzentriert, liegt der Fokus des Projekts FEPA auf den Anwendungen, die auf den Rechnern laufen. Bei FEPA geht es um ein „Flexibles Framework zur Energie- und Performanceanalyse hochparalleler Applikationen im Rechenzentrum“. Gemeinsam mit dem Regionalen Rechenzentrum Erlangen (RRZE) und dem Industriepartner NEC Deutschland GmbH wird bei dem Projekt eine Monitoringsoftware zur systematischen Effizienzanalyse der Anwendungen in Abhängigkeit vom verwendeten Rechnersystem entwickelt. Neben der gezielten Optimierung von Performance und Energieverbrauch kritischer Applikationen sollen Erkenntnisse gewonnen werden, die eine Senkung des Energieverbrauchs durch angepasste Ausführungsmodalitäten (Frequenzanpassung, Nutzung weniger Cores/Sockel, etc.) bei vertretbaren Laufzeitzugeständnissen ermöglichen. Am LRZ wird im Rahmen des Projektes FEPA u.a. das bereits jetzt im Betrieb eingesetzte Monitoring-Tool „PerSyst“ weiterentwickelt. „PerSyst“ wurde wäh-rend des BMBF-Projektes ISAR entwickelt, das 2011 erfolgreich abgeschlossen wurde.

Beide Projekte, SIMOPEK und FEPA, haben eine Laufzeit von drei Jahren

„Das LRZ bringt seine umfangreichen Erfahrungen und Kenntnisse auf dem Gebiet der Energieeffizienz im Höchstleistungsrechnen in die beiden Projekte FEPA und SIMOPEK ein. Weltweit gehört das LRZ zu den ersten und führenden Rechenzentren, die sich der großen Herausforderung stellen, die Rechenleistung zukünftiger Supercomputer auch weiterhin exponentiell zu steigern und dabei den Energiebedarf nur moderat zu erhöhen und deshalb finanzierbar zu halten. Mit allen Projektpartnern verbindet uns eine langjährige, erfolgreiche Zusammenarbeit. Wir sind sicher, gemeinsam einen wesentlichen Schritt zu energieeffizientem Supercomputing im zukünftigen Exaflops-Bereich zu gehen“, so Prof. Dr. Arndt Bode, Direktor des LRZ.

Kontakt:
Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften
Dr. Ludger Palm, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit,
Mail: presse@lrz.de, Tel. +49 (0)89/35831-8792
Das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften auf dem Forschungscampus 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 Datensicherungssysteme (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.

Dr. Ellen Latzin | idw
Weitere Informationen:
http://www.lrz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Schnell, günstig, tragbar: Testgerät PIDcheck prüft Solarmodule im Feld auf PID
18.06.2018 | Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

nachricht Faszination Weltall - Erlanger Forscher züchten Kristalle in der Schwerelosigkeit
15.06.2018 | Fraunhofer IISB

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umwandlung von nicht-neuronalen Zellen in Nervenzellen

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Im Fußballfieber: Rittal Cup verspricht Spannung und Spaß

18.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics