Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Booster für Supercomputer der nächsten Generation

15.11.2011
Start des europäischen Exascale-Projekts DEEP

Superrechner sind heute ein unersetzbares Hilfsmittel in fast allen Forschungsgebieten. Doch die bisherigen Konzepte lassen sich nicht unbegrenzt ausreizen, ohne dass Aufwand und Kosten unverhältnismäßig steigen. In dem EU-Projekt DEEP (Dynamical ExaScale Entry Platform) soll deshalb eine neue Plattform für Superrechner der nächsten Generation entstehen, mit Anwendungen unter anderem für die Hirnforschung, Klimawissenschaften und Erdbebenforschung. Das Projekt startet im Dezember dieses Jahres und wird am 17. November 2011 auf der wichtigsten Supercomputing-Konferenz weltweit, der SC’11 in Seattle, vorgestellt.

Wissenschaftler benötigen schon heute gigantische Rechenkapazitäten, um biologische Organe zu modellieren und immer vielschichtigere Modelle des Klimas, des Universums oder komplexer Bausteine der Materie zu entwickeln. Damit Europas Forschung auch in Zukunft auf die notwendigen Ressourcen im High Performance Computing (HPC) zugreifen kann, peilt das Forschungszentrum Jülich zusammen mit den Firmen Intel, ParTec und 12 weiteren europäischen Partnern aus 8 Ländern mit DEEP bis zum Jahr 2020 den Eintritt in die Exaflop/s-Ära an. Mit einer Trillion Rechenoperationen pro Sekunde wäre ein solcher Exaflop/s-Computer rund tausendmal schneller als heutige Superrechner. Schon 2014/2015 erwarten die Wissenschaftler einen ersten Vorläufer mit der Leistung von 100 Petaflop/s, rund hundertmal schneller als heutige Petaflop/s-Rechner wie etwa Jülichs Petaflop/s-Rechner JUGENE.

Mit der Exaflop/s-Klasse können Wissenschaftler Herausforderungen angehen, die heute noch utopisch wirken, wie die detaillierte Simulation des menschlichen Gehirns. Solche Leistungssteigerungen lassen sich allerdings nur durch paralleles Rechnen mit Millionen von Prozessoren erzielen. Mit heutiger Technik stiegen die Energiekosten dadurch ins Unbezahlbare. Um einen wirtschaftlichen Exascale-Rechner zu ermöglichen, werden die Forscher in dem mit acht Millionen Euro von der Europäischen Kommission geförderten DEEP-Projekt die Vernetzung verschiedener Hardware-Komponenten optimieren und neue energiesparende Kühlsysteme integrieren.

Jülicher Wissenschaftler haben für DEEP eine neuartige „Cluster Booster Architektur“ konzipiert. Ein wichtiges Element darin sind noch in der Entwicklung befindliche, speziell für das Parallelrechnen ausgelegte Prozessoren, die Intel® Many Integrated Core Architecture, mit 50 und mehr Rechenkernen auf einem Chip. Je 512 solcher MIC-Prozessoren werden durch ein von der Universität Heidelberg entwickeltes Hochgeschwindigkeitsnetzwerk, genannt Extoll, vielfach untereinander zu einem Booster vernetzt, der das Gesamtsystem beschleunigt. „Die enge Kooperation mit Intel hilft uns, die Entwicklung von Exascale-fähigen Cluster-Architekturen zu beschleunigen, und die Herausforderung anzugehen, Hardware und Software für Systeme dieser Leistungsklasse zu bauen, zu programmieren und zu betreiben“, erläutert Prof. Thomas Lippert, Leiter des Jülich Supercomputing Centre.

Der neue Ansatz berücksichtigt, dass großangelegte zukünftige Simulationen aus mehreren, verschiedenartigen Aufgabenteilen bestehen werden mit komplizierten Kommunikationsmustern zwischen den Prozessoren. Die Idee: Die komplexen Bestandteile eines Programms werden auf dem „Herzstück“ des Parallelrechners, einem Cluster mit Intel Xeon Server-Prozessoren ausgeführt. Einfache, hochparallele Programmteile, die nicht auf solche CPUs angewiesen sind, werden dagegen an die Booster-Module abgegeben, die mit ihrer großen Anzahl an einfacher strukturierten Rechenkernen derartige Aufgaben deutlich energieeffizienter berechnen können.

„Die enge Zusammenarbeit zwischen Intel, Europas größtem wissenschaftlichen Rechenzentrum in Jülich und ParTec, dem führenden Anbieter für Cluster Software, bietet eine einzigartige Möglichkeit, die Evolution von Plattformen für Cluster-Systeme im High Performance Computing voranzubringen. Die Arbeit an der neuen DEEP-Architektur wird ein Schlüssel sein für das Verständnis und die Entwicklung zukünftiger Exascale-Systeme, Middleware und Anwendungen“, erklärt Stephen Pawlowski, Intel Senior Fellow and General Manager, Datacenter and Connected Systems Pathfinding.

Hugo R. Falter, Chief Operating Officer von ParTec, berichtet: „Ich freue mich, mit dem Cluster Operating System ParaStation einen Beitrag zum erfolgreichen Gelingen dieses visionären Projekts leisten zu können.“ Aufbauend auf einer erweiterten Version dieses Cluster-Betriebssystems wird mit DEEP eine komplette Software-Umgebung für die neue Hardware-Architektur geschaffen. Neben Werkzeugen für Anwendungsentwickler wird im Rahmen des Projekts auch Anwendungssoftware für die Hirnforschung, Klimawissenschaften, Erdbebenforschung, Hochtemperatursupraleitung und das Computational Fluid Engineering auf die Plattform übertragen.

Das Forschungszentrum Jülich, Intel und ParTec arbeiten seit 2010 in einer engen Kooperation, dem ExaCluster Laboratory in Jülich, an der Entwicklung neuartiger Systemarchitekturen und Softwarewerkzeuge für Cluster-Rechner. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Skalierbarkeit von Systemen und Software bis hin zur Exascale-Klasse, und der Sicherstellung der Zuverlässigkeit dieser Systeme. Das DEEP Projekt wurde federführend vom ExaCluster Laboratory initiiert.

Weitere Informationen:
SC’11 - International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis:

http://www.sc11.supercomputing.org/

Forschung am Jülich Supercomputing Centre (JSC):
http://www.fz-juelich.de/ias/jsc/
Projektpartner:
Forschungszentrum Jülich (DE): http://www.fz-juelich.de
Intel GmbH (DE): http://www.intel.de
ParTec Cluster Competence Center GmbH (DE): http://www.par-tec.com/
Leibniz-Rechenzentrum der Bayrischen Akademie der Wissenschaften (DE): http://www.lrz.de/

Universität Heidelberg (DE): http://www.uni-heidelberg.de

German Research School for Simulation Sciences (DE): http://www.grs-sim.de

Eurotech (IT): http://www.eurotech.com

Barcelona Supercomputing Center (ES): http://www.bsc.es

Mellanox (IL): http://www.mellanox.com/

École Polytechnique Fédérale de Lausanne (CH): http://www.epfl.ch

Katholieke Universiteit Leuven (BE): http://www.kuleuven.be

European Centre for Research and Advanced Training in Scientific Computation (FR): http://www.cerfacs.fr

Cyprus Institute (CY): http://www.cyi.ac.cy

Universität Regensburg (DE): http://www.uni-regensburg.de

CINECA (IT): http://www.cineca.it

CCGVeritas (FR): http://www.cggveritas.com

Ansprechpartner:
Wolfgang Gürich
02461 61-6540
w.guerich@fz-juelich.de
Pressekontakt:
Tobias Schlößer
02461 61-4771
t.schloesser@fz-juelich.de
Das Forschungszentrum Jülich...
... betreibt interdisziplinäre Spitzenforschung, stellt sich drängenden Fragen der Gegenwart und entwickelt gleichzeitig Schlüsseltechnologien für morgen. Hierbei konzentriert sich die Forschung auf die Bereiche Gesundheit, Energie und Umwelt sowie Informationstechnologie. Einzigartige Expertise und Infrastruktur in der Physik, den Materialwissenschaften, der Nanotechnologie und im Supercomputing prägen die Zusammenarbeit der Forscherinnen und Forscher. Mit rund 4 700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern gehört Jülich, Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, zu den großen Forschungszentren Europas.

Annette Stettien | Forschungszentrum Jülich
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Plattformübergreifende Symbiose von intelligenten Objekten im »Internet of Things« (IoT)
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

nachricht Von Fußgängern und Fahrzeugen: Uni Ulm und DLR sammeln gemeinsam Daten für das automatisierte Fahren
09.12.2016 | Universität Ulm

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie